Optikai szál alapú szenzorok vizsgálata

OData támogatás
Konzulens:
Dr. Gerhátné Udvary Eszter
Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék

Ezen szakdolgozat témája az optikai szálas szenzorok átfogó tárgyalása, az FBG bemutatása, és az FBG-vel való labormérések lefolytatása és kiértékelése.

Szenzorként kétféle módon használható az optikai szál: úgy, hogy a szál csak közvetíti az információt az érzékelő berendezés és a feldolgozó egység között (extrinsic szenzor), vagy pedig a szál maga az érzékelő (intrinsic szenzor). Az optikai szálas szenzorral mérhetünk pozíciót, elmozdulást, feszítést, hajlítást, hőmérsékletet, elektromos és mágneses tereket. Lehetőség van elosztott paraméterű mérésre is, így egyetlen szál egyszerre több szenzort is kiszolgálhat. Környezeti ráhatásra a szálban futó fény intenzitása, fázisa, polarizációja, hullámhossza vagy spektrális tartalma változik. Ennek megfelelően vannak intenzitás alapú, spektrális alapú, polarimetrikus és interferometrikus szenzorok, illetve ezek kombinációi. A mérést általában visszavezetjük intenzitás-mérésre. Többféle, nagyon ötletes mérési módszer ismert, és keletkezik a mai napig.

A szakdolgozat elsősorban az FBG szenzorokkal foglalkozik. Az FBG a Fiber Bragg Grating rövidítése, ami optikai szálas Bragg rácsozatot jelent. A Bragg rácsozat egy adott hullámhosszúságú fényt visszatükröz, míg a többit átengedi. Az érzékelés alapja, hogy az FBG-ben környezeti ráhatásra (hajlítás, feszítés, hőmérséklet-változás) a rácsok távolsága, illetve alakja megváltozik, ezáltal a visszatükrözött hullámhossz is. A hullámhossz-eltolódásból következtethetünk a mérendő mennyiségre.

A BME-OMT laborjában az FBG hajlítás-, és hőmérsékletfüggésének vizsgálatára többféle mérési módszert kipróbáltunk. Mértük az FBG átvitt és a visszatükrözött spektrumait és teljesítményét. Egy ötlet, miszerint egy referencia FBG szál és a szenzor FBG szál spektrumátlapolódása optikai teljesítménymérővel pontosan nyomon követhető, lehetővé tette a laborban egyszerű, olcsó FBG-szenzoros mérés végrehajtását.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.