ISSN 0021-3454 (печатная версия)
ISSN 2500-0381 (онлайн версия)
Меню

1
Содержание
том 66 / Январь, 2023
СТАТЬЯ

DOI 10.17586/0021-3454-2022-65-12-895-901

УДК 621.391.64; 621.382

ОПТИЧЕСКОЕ ВОЛОКНО КАК ОСНОВА ДЛЯ СОЗДАНИЯ ДАТЧИКОВ ИДЕНТИФИКАЦИИ ЖИДКОСТЕЙ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ РАСТВОРОВ

Зеневич А. О.
Белорусская государственная академия связи, отраслевая лаборатория информационно-коммуникационных технологий; ректор;


Мансуров Т. М.
Азербайджанский технический университет, кафедра радиотехники и коммуникации ;


Коваленко Т. Г.
Белорусская государственная академия связи, кафедра математики и физики;


Новиков Е. В.
Белорусская государственная академия связи, Институт современных технологий связи ; директор


Жданович С. В.
Белорусская государственная академия связи, отраслевая лаборатория информационно-коммуникационных технологий; заведующий лабораторией;


Матковская Т. А.
Белорусская государственная академия связи, кафедра математики и физики;


Аннотация. В настоящее время для контроля различного рода объектов широко применяются датчики на основе оптического волокна, они обладают рядом преимуществ: электробезопасность, невосприимчивость к электромагнитным воздействиям, возможность использования в сочетании с оптическими волокнами, по которым передаются данные о состоянии контролируемых объектов или сред. Датчики на основе оптоволокна химически нейтральны и достаточно устойчивы к химическому воздействию различного рода, а также могут использоваться для контроля состояния объектов с легковоспламеняющимися и взрывоопасными жидкостями. Особый интерес в связи с этим представляет применение подобных датчиков в химической и пищевой промышленности для определения уровня жидкостей в производственных емкостях и измерения концентрации растворов. Цель работы — установить возможность использования оптического волокна как основы датчиков идентификации жидкостей и датчиков определения концентрации растворенных в воде веществ. Проанализированы рефлектограммы оптического волокна, полученные при нахождении торца оптического волокна в различных жидкостях. Определено, что величина пика рефлектограммы оптического волокна, соответствующего местоположению границы раздела сердцевины оптического волокна и окружающей среды, зависит от показателя преломления жидкости, в которой находится торец этого оптического волокна. Предложено использовать в качестве информационного параметра величину этого пика рефлектограммы для идентификации жидкостей, имеющих разные показатели преломления, а также определения концентрации растворенных в воде веществ. Доказана возможность использования оптического волокна в сочетании с методом оптической рефлектометрии для создания датчиков идентификации жидкостей и определения концентрации растворов.
Ключевые слова: оптическое волокно, коэффициент отражения, показатель преломления, рефлектометр, концентрация раствора

Список литературы:
  1. Волоконно-оптические датчики. Вводный курс для инженеров и научных работников / Под ред. Э. Удда. М.: Техносфера, 2008. 520 с.
  2. Окоси Т., Окамото К., Оцу М., Нисихара Х., Кюма К., Хататэ К. Волоконно-оптические датчики. Л.: Энергоатомиздат, 1990. 256 с.
  3. Fidanboylu K., Efendioğlu H. S. Fiber optic sensors and their applications // 5th International Advanced Technologies Symposium (IATS’09). 13—15 May 2009, Karabuk, Turkey. P. 1—6.
  4. Iniewski K., Rajan G. Optical Fiber Sensors Advanced Techniques and Applications. Boca Raton: CRC Press, 2015.
  5. Вялышев А. И., Добров В. М., Долгов А. А. и др. Волоконно-оптические датчики для контроля параметров состояния объектов и окружающей среды в задачах мониторинга // Природообустройство. 2014. № 3. С. 32—37.
  6. Листвин А. В., Листвин В. Н., Швырков Д. В. Оптические волокна для линий связи. М.: ЛЕСАРарт, 2003. 288 с.
  7. Recommendation ITU-T G.657 (11/2016) Characteristics of a bending-loss insensitive single-mode optical fibre and cable. Geneva, 2017. 24 p.
  8. Дмитриев С. А., Слепов Н. Н. Волоконно-оптическая техника: современное состояние и новые перспективы. М.: Техносфера, 2010. 607 c.
  9. Убайдуллаев Р. Р. Волоконно-оптические сети. М.: Эко-Тренз, 2001. 267 с.
  10. Скляров О. К. Волоконно-оптические сети и системы связи. СПб: Лань, 2021. 268 с.
  11. Kumar Sh., Jamal Deen M. Fiber optic communications. Fundamentals and applications. NJ: John Wiley & Sons, 2014. 573 p.
  12. Ландсберг Г. С. Оптика. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2010. 848 с.
  13. Кириченко Н. А. Принципы оптики. М.: МФТИ, 2016. 308 с.
  14. Бутиков Е. И. Оптика. СПб: Лань, 2012. 608 с.