Ссылка для цитирования : Джавадов Н. Г., Агаев Ф. Г., Джаббарлы Б. Р. Методика оптимизации времяпролетного оптического турбидиметра // Изв. вузов. Приборостроение. 2023. Т. 66, № 5. С. 423—429. DOI: 10.17586/0021-3454-2023-66-5-423-429.

Аннотация. Обсуждаются вопросы оптимизации оптоволоконного времяпролетного оптического турбидиметра и определяются условия его оптимального функционирования в обычном и распределенном вариантах реализации, где критерием оптимизации является чувствительность. Предложена методика оптимизации: для обычного случая получены выражения оптимальной связи между временем измерения на приемном оптоволокне светового сигнала, эмиттированного с передающего оптоволокна с начала момента запуска импульса, и расстоянием между передающими и приемными оптоволокнами; для распределенного варианта реализации турбидиметра определены условия экстремального режима работы. Методика может быть применена в перспективных системах контроля качества воды.

Ключевые слова: турбидиметр, оптоволокно, измерения, оптимизация, времяпролетный принцип

Список литературы:

1. McCarthy D. T., Zhang K., Westerlund C., Viklander M., Bertrand-Krjewski J. L., Fletcher T. D., Deletic A. Assesment of smapling strategies for estimation of site mean concentrations of stormwater pollutants // Water Res. 2018. N 129. Р. 297—304.
2. Rai A. K., Kumar A. Continuous measurement of suspended sediment concentration. Technological advancement and future outlook // Measurement. 2015. N 76. P. 209—227.
3. Voichick N., Topping D. J., Griffiths R. E. Technical Note: False low turbidity readings during high suspended sediment concentrations // Hydrol. Earth Syst. Sci. Discuss. 2017.
4. Rymszewicz A., O Sullivan J., Bruen M., Turner J., Lawler D., Cornoy E., Kelly-Quinn M. Measurement differences between turbidity instruments, and their implications for suspended sediment concentration and load calculations: A sensor intercomparison study // J. Environ. Manag. 2017. N 199. P. 99—108.
5. Shenoy M. R., Pal B. P., Gupta B. D. Design , Analysis and realization of a turbidity sensor based on collection of scattered light by a fiber-optic probe // IEEE Sensors Journal. 2012. N 12. P. 44—50.
6. Wang H., Yang Y., Huang Z., Gui H. Instrument for real-time measurement of low turbidity by using time-correlated single photon counting technique // IEEE Trans. Instrum. Meas. 2015. N 64. P. 1075—1083.
7. Yang Y., Wang H., Cao Y., Gui H., Liu J., Lu L., Cao H., Yu T., You H. The design of rapid turbidity measurement system based on single photon detection techniques // Opt. Laser Technol. 2015. N 73. P. 44—49.
8. Kramer A., Paul T. A. Fiber-optic probes as sensors for diffuse backscattering presented at the optical sensors // OSA Tech. Digest (Optical Society of America). 2010. Paper SThD2.
9. Prerana, Shenoy M. R., Pal B. P., Gupta B. D. Design, analysis and realization of a turbidity sensor based on collection of scattered light by a fiber-optic probe // IEEE Sensors Journal. 2012. Vol. 12. N 1.
10. Prerana, Shenoy M. R., Pal B. P. Method to determine the optical properties of turbid media// Appl. Opt. 2008. Vol. 47. P. 3216—3220.
11. Karthik V., Rao S. S., Shenoy M. R., Prerana, Pal B. L. Determination of optical peroperties of a turbid medium using fiber optic transmission experiment// Asian. J. Chem. 2006. Vol. 18. P. 3344—3347.
12. Alvarenga I., Delgado F. S., Juca M. A., Silveria D. D., Coelho T. V. N., Bessa A. S. A novel experimental set-up for turbidity sensing based onplastic optical fibre // Journal of Modern Optics. 2017. Vol. 64, iss. 3. P. 214—217.
13. Carrara L., Fiergolski A. An optical interference suppression scheme for TCSPC flash lidar imagers // Appl. Sci. 2019. N 9. P. 2206.
14. Pallares A., Schmitt P., Uhring W. Comparison of time resolved optical turbidity measurements for water monitoring to standard real-time techniques // Sensors. 2021. N 21. P. 3136. DOI: 10.3390/s21093136.
15. Эльсгольц Л. Э. Дифференциальные уравнения и вариационное исчисление. М.: Наука, 1974. 432 с.