Оптическое волокно как основа создания датчика для измерения скорости воздушного потока

Обсуждается возможность применения телекоммуникационного оптического волокна, используемого в волоконно-оптических линиях связи, для создания датчика измерения скорости газовых потоков. Цель статьи — разработка простой в реализации конструкции волоконно-оптического датчика скорости воздушного потока. Объект исследования — одномодовое оптическое волокно G655. Предложены различные варианты волоконно-оптических датчиков для измерения скорости воздушного потока, создана экспериментальная установка и разработана методика для исследования характеристик этих датчиков. Определен вариант конструкции датчика, наиболее чувствительного к изменению скорости воздушного потока. Оценен диапазон скоростей потока воздуха, для которых могут быть использованы предлагаемые датчики. Показано, что исследуемые датчики можно использовать в качестве пороговых сигнализаторов превышения скоростью воздушного потока некоторого значения. Результаты выполненных исследований могут найти применение при разработке и создании информационно-измерительных систем для определения скорости воздушных и газовых потоков, а также в системах вентиляции.

1. Гулаков И. Р., Зеневич А. О. Волоконно-оптические измерительные системы: Учеб. пособие. Минск: РИВШ, 2023. 370 с.

2. Удд Э. Волоконно-оптические датчики. Вводный курс для инженеров и научных работников. М.: Техносфера, 2008. 520 с.

3. Гулаков И. Р., Зеневич А. О. Волоконно-оптические датчики физических величин: Монография. Минск: Белорусская государственная академия связи, 2022. 367 с.

4. Francis T. S.Yu, Shizhuo Jin. Fiber Optic Sensors. N. Y.: Marcel Dekker, Inc., 2002. 495 p.

5. Гулаков И. Р., Зеневич А. О. Амплитудные волоконно-оптические датчики на основе изгиба волокна: Монография. Минск: Белорусская государственная академия связи, 2024. 288 с.

6. Grattan K. T. V., Meggitt B. T. Optical Fiber Sensor Technology: Fundamentals. London: Kluwer Academic Press, 2000.

7. Буймистрюк Г. Волоконно-оптические датчики для экстремальных условий // Control Engineering Россия. 2013. № 3 (45). С. 34–40.

8. Пат. 2 741 276 С1 РФ. Волоконно-оптический датчик параметров жидкостных и воздушных потоков / Е. А. Бадеева, Т. И. Мурашкина, Д. И. Серебряков, Е. А. Шачнева, Н. А. Хасаншина. Опубл. 22.01.2021.

9. Пат. 1 339 451 A1 SU. Волоконно-оптический датчик скорости / В. М. Виноградов, Ю. М. Гельфгат, Л. А. Горбунов, С. В. Турунтаев, П. Г. Штерн. Опубл. 23.09.1987.

10. Зеневич А. О., Лукашик Т. М., Новиков Е. В., Жданович С. В., Василевский Г. В., Лагутик А. А. Датчик обнаружения проникновения на основе макроизгиба одномодового оптического волокна // Веснiк сувязi. 2020. № 1 (159). С. 56–59.

11. Василевский Г. В., Зеневич А. О., Жданович С. В., Лукашик Т. М., Лагутик А. А. Использование макроизгиба оптоволокна в качестве основы для создания датчика массы // Изв. вузов. Приборостроение. 2020. Т. 63, № 10. С. 930–937.

12. Скляров О. К. Волоконно-оптические сети и системы связи. М.: Солон-Пресс, 2004. 272 с.

13. Зеневич А. О., Жданович С. В., Коваленко Т. Г., Матковская Т. А. Исследование влияния длины волны оптического излучения на характеристики мультидатчика на основе оптического волокна // Проблемы инфокоммуникаций. 2021. № 2 (14). С. 5–11.

14. Староверов И. Г. Справочник проектировщика. Внутренние санитарно-технические устройства. Ч. 3. Вентиляция и кондиционирование воздуха. М., 1992. Кн. 2.