Implementacja zdalnego zasilania elementów aktywnych światłowodowych sieci czujnikowych promieniowaniem laserowym

• Autorzy: Jusza M. , Piramidowicz R.

Warianty tytułu

EN

Implementation of remote optical powering of active elements of fiber sensing networks

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Głównym celem niniejszej pracy była weryfikacja możliwości technicznych i ocena przydatności zastosowania zdalnego zasilania mocą optyczną elementów aktywnych w optycznych sieciach czujnikowych. W ramach realizacji pracy zaprojektowano, wykonano i przetestowano układ o charakterze demonstracyjnym w postaci aktywnego czujnika temperatury, zasilanego zdalnie promieniowaniem diody laserowej. Zaprojektowany i wykonany układ, oprócz funkcji czujnikowej zapewnia również możliwości sterowania optycznym elementem zasilającym oraz dwukierunkową komunikację z układem czujnikowym, realizowaną za pośrednictwem optycznego łącza światłowodowego. Testy urządzenia potwierdziły jego pełną funkcjonalność i możliwość zastosowania w światłowodowych systemach czujnikowych. Przeprowadzone badania wskazują również na możliwości dalszej optymalizacji opracowanego demonstratora, idącej w kierunkach zmniejszenia energochłonności części zasilanej zdalnie przy zachowaniu jej pełnej funkcjonalności.

EN

The main subject of this paper was a practical verification of technical possibility of remote optical powering of active components and assessment of its usability in optical sensing networks. As a demonstrator, an active temperature sensor powered remotely by laser diode radiation was designed, developed and tested. The developed system, apart from its sensing functionality, enables also controlling of optical power supply and bi-directional communication with the sensing part via optical fiber link. The performed tests confirmed both functionality of the system and its applicability in fiber-optic sensing networks. The present version of the system has significant power reserve, enabling its further development. The conducted research showed also the possibility of further optimization of power consumption of the remote part of the system.

Słowa kluczowe

PL

optyczne sieci czujnikowe; światłowodowe systemy czujnikowe

EN

optical sensor networks; optical sensor systems

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 52, nr 2
• Strony: 69--73
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., il., rys.

Twórcy

autor

Jusza M.

autor

Piramidowicz R.

• Politechnika Warszawska, Instytut Mikroelektroniki i Optoelektroniki

Bibliografia

• [1] Lorenzo E.: Solar electricity, engineering of photovoltaic systems. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1999.
• [2] Materiały Solar Energy Research and Consultancy http://www.solarbuzz.com/
• [3] Walker G. H.: Photovoltaic conversion of laser to electrical power. IECEC '83; Proceedings of the Eighteenth Intersociety Energy Conversion Engineering Conference, Orlando, FL, August 21-26, 1983. Vol.3 (A84-30102 13-20). New York. American Institute of Chemical Engineers, p. 1194-1199, 1983.
• [4] Walker G. H., Heinbockel J. H.: Photovoltaic Conversion of Laser Power to Electrical Power. NASA Langley Research Center, 1986.
• [5] Harries W. L, Meador W. E., Miner G. E., Schuster G. L., Walker G. H., Williams M. D.: Laser-powered Martian rover. Second Beamed Space-Power Workshop, p. 317-327, NASA Langley Research Center, 1989.
• [6] De Young R. J., Williams M. D., Walker G. H., Schuster G. L., Lee J. H.: A lunar rover powered by an orbiting laser diode array. Space Power - Resources, Manufacturing and Development, 10, 1, 19, NASA Langley Research Center, 1991.
• [7] Landis G. A.: Photovoltaic receivers for laser beamed power in space. Photovoltaic Specialists Conference, 1991, Conference Record of the Twenty Second IEEE, Oct 1991.
• [8] Landis G. A.: An Optically Powered Wireless Telemetry Module for High-Temperature MEMS Sensing and Communication. Journal of Microelectromechanical Systems, Vol. 13 No. 3, June 2004.
• [9] De Loach Jr. B. C., Miller R. C.. Kaufman S.: Sound alerter powered over an optical fiber. Bell System Technical Journal, vol 57, no. 9, p. 3309-3316. Nov 1978.
• [10] Caspers F., Neuman E. G.: Optical Power Supply for Measuring or Communication Devices at High-Voltage Levels. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, Vol. 29, No.1, p. 73-74, March 1980.
• [11] Tardy A., Derossis A.: A current sensor remotely powered and monitored through an optical fiber link. Optical Fiber Technology, No.1, pp: 181-185, 1995.
• [12] Werthen J. G., Andersson A. G., Weiss S. T., Bjorklund H. O.: Current measurements using optical power, Proceedings of the 14th IEEE Transmission and Distribution Conference. Sep 15-20 1996, Los Angeles, CA, USA.
• [13] Yutian Wang. Longjiang Zheng, Peiguo Hou, Chunhai Hu: Research on optically powered ultra current transformer. Optics and Lasers in Engineering, Vol. 43, p.1145-1150, Oct 2005.
• [14] Dubaniewicz Jr. T. H., Chilton J. E.: Optically powered remote gas monitor, U.S. Department of the Interior, Bureau of Mines, Report of Investigations 9558, NTIS stock number: PB95-236808, 1995 Jan; 1-8.
• [15] Spillman W. B., Crowne Jr. D. H.: Optically powered and interrogated rotary position sensor for aircraft engine control applications. Optics and Lasers in Engineering, v 16, n 2-3, p.105-118, 1992.
• [16] Lach Z., Smolarz A., Wojcik W., Tymecki A.: Optically powered system for automatic protection of a fiber segment. Przegląd Elektrotechniczny, Nr 3/2008 p. 259-262.
• [17] Wójcik W., LachZ., Smolarz A., Ławicki T., Tymecki A.: An automatic protection of a PON feeder based on an optically powered electrooptic switch, Proc. of SPIE Vol. 7120.
• [18] Wójcik W., Lach Z., Smolarz A., Zyska T.: Power supply via optical fiber in home telematic networks. No 3/2008 p. 277-279.
• [19] Lach Z., Smolarz A., Wójcik W., Tymecki A.: Experimental validation of an optical supply for an electrooptic latching switch. Przegląd Elektrotechniczny, No 3/2008 p. 256-258.
• [20] Wójcik W., Lach Z., Smolarz A., Zyska T.: Power supply via optical fiber in home telematic networks. No 3/2008 p. 277-279.
• [21] Wójcik W., Lach Z., Smolarz A., Zyska T.: Optically powered receiver for analog TV over fiber. No 3/2008 p. 275-276.