Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Modelowanie i konstrukcja wieloparametrycznych natężeniowych czujników światłowodowych

Borecki M.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika

|

2010

|

z. 173

3-198

PL

Czujniki światłowodowe, których zasada pracy w głównej mierze jest oparta na zmianach natężenia promieniowania optycznego, nazywa się światłowodowymi czujnikowymi natężeniowymi. Światłowodowy czujnik składa się z: źródła światła, relatywnie krótkiego toru światłowodowego połączonego z głowicą, odbiornika promieniowania optycznego, układów kondycjonowania sygnałów i układów detekcji. W czujniku wykorzystywane są podzespoły światłowodowe, optoelektroniczne, mikroelektroniczne i mikromechaniczne. Czujniki światłowodowe przeznaczone są zwykle do wyznaczania pojedynczego parametru badanego ośrodka. Opracowanie konstrukcji światłowodowych czujników natężeniowych, spełniających zdefiniowane funkcje rozpoznawania ośrodków ciekłych i ich klasyfikacji, przy zadanym poziomie dokładności, napotykało na trudności związane z multidyscyplinanym charakterem zadania. W celu rozwiązania powyższego zagadnienia autor opracował szereg modeli podzespołów światłowodowych, w tym głowic czujników. W przeprowadzonych badaniach autor zakładał, że opracowywane modele podzespołów mają umożliwić symulacje większości rzeczywistych warunków pracy. Analiza symulacji umożliwiła wykonanie konstrukcji światłowodowych głowic ośrodków ciekłych działających w oryginalnych, zaproponowanych przez autora, trybach wieloparametrycznych. Tryby te związane są ze zmianą parametrów badanego ośrodka poddawanego zewnętrznym kontrolowanym oddziaływaniom, np. prowadzącym do formowania kropli lub powstawania fazy gazowej. Do detekcji otrzymywanych sygnałów opracowano dedykowane układy optoelektroniczne. Klasyfikację sygnałów prowadzono na podstawie danych uzyskiwanych podczas wymuszonych cykli pomiarowych z wykorzystaniem sztucznych sieci neuronowych. Uzyskane wyniki wskazały, że analizy dynamicznie zmieniających się sygnałów optycznych stanowią bardzo dobrą bazę do klasyfikacji ośrodków ciekłych. Całość prac doprowadziła do opracowania dwu nowych metod badawczych. Pierwsza metoda bazuje na analizie zmiany kształtu kropli formującej się na końcu światłowodu. Druga metoda wykorzystuje przejście fazowe ciecz-gaz-ciecz w próbce o nanolitrowej objętości umieszczonej w kapilarze optycznej. Okazało się, że proponowane metody charakteryzują się wysokimi właściwościami użytkowymi. Dla proponowanych konstrukcji przewiduje się zastosowania w klasyfikacji cieczy oraz określaniu stanów fizjologicznych ssaków na podstawie parametrów wydzielin organicznych. Aktualnie prowadzone są badania nad mikrosystemowymi implementacjami metod przeznaczonymi do klasyfikacji biopaliw i jakości mleka oraz określania faz płodności i stanu mastitis gruczołów u ssaków.

EN

The fiber optic sensors that fundamental of working are changes of light intensity are named fiber optic intensity sensors. Fiber optic sensors consist of light source unit, relatively short fiber optic path that is connected with head, light receiver, signal processing and detection units. Fiber optic elements, opto electronic, micro electronic and micro mechanic devices are used in fiber optic sensor. The fiber optic sensors are commonly used to one parameter determination of the examined medium therefore the precise medium classification is not possible. The fiber optic sensor construction, that meet the defined function of detection and classifications of medium with accuracy set meet difficulty related with multidisciplinary character of task. The models of fiber optic elements were elaborated by author to overstep this difficulty. Author assumed in the presented work that the models of elements have to be sufficient for simulation of work in most working conditions. The analysis of simulations enables realization of fiber optic heads for sensing fluids that works in original, proposed by author multiparametric modes. Those modes are related with the parameters' changes of examined medium that is under controlled action, for example let to drop forming, or creation of gas phase. The dedicated opto electronic units were worked out for detection purpose. The signal classification was carried on with artificial neural network use that processed the data obtained dynamically during measurement cycle. The obtained effect shows that analysis of dynamically changed signals is very good basis for liquid classification. The entire work results in two new examination methods. The drop shape changing that form in the end of optical fiber is used in the first method. The phase crossing liquid-gas-liquid of examined sample of nano litter volume situated in optical capillary is utilized in the second method. The proposed methods have high usable properties. The application ranges of analyzed construction foresee is related with liquid classification and determination of physiologic states of organism on the set of secretion parameters. The micro system implementations of methods are now performed for the bio fuel and milk quality classification and the fertility phase and mastitis diagnosis of mammals.

2

Optoelektroniczny interfejs nowej generacji dla światłowodowych czujników mikrocieczowych

Duk M., Zyska T., Kociubiński A., Borecki M.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2010

|

Vol. 51, nr 6

102-104

PL

Praca prezentuje projekt i realizację interfejsu nowej generacji dla światłowodowych czujników mikrocieczowych pracujących z przełączalnym sygnałem optycznym o amplitudzie wielokrotnie niższej niż zakłócenia zewnętrzne. Zaproponowany układ dokonuje wzmacniania i selekcji sygnałów optycznych o charakterze natężeniowym modulowanych częstotliwością np. 1 kHz. Wykonany układ wraz z głowicą z optyczną kapilarą pomiarową tworzą laboratoryjne narzędzie do badania cieczy, które może znaleźć zastosowania w badaniach szerokiego zakresu czujników światłowodowych.

EN

The project and the realization of the new generation of the interface for microfluidic optical sensors working with the switched optical signal are presented and discussed. The optical signal switching is held in the sensor's head, where the samples with very small volume and the wide range of the changes of dimness or translucence are studied. The fiber optic sensor's head has very high requirements for optoelectronic interface, e.g. sensitivity for signals with signal-to-noise parameter 1/1000 and the background lighting average about 200 μW. The solution for these requirements is the use of the circuit with the amplirying and the selection of the optical signals modulated by the frequency e.g. 1 kHz.

3

Guided modes in capillary optical fibers

Romaniuk R. S.

Electronics and Telecommunications Quarterly

|

2008

|

Vol. 54, No 3

323-342

EN

A comparatively large group of capillary optical fibers, referred to in this paper as COF, consists of several families of optical filaments. The basic division line goes through the wave guidance mechanism. Two basic kinds of capillary optical fibers are of refractive and photonic mechanism of guided wave transmission. The work tries to compare wave modes in both kinds of optical fiber capillaries: refractive (RCOF) and photonic (PCOF). The differences are emphasized indicating prospective application areas of these fibers. Refractive COF carries most of the modal light in the ring-like, high-refraction, optical glass core encircling an empty capillary hole. Refractive capillary optical fibers are used widely for photonic instrumentation applications, due to the proximity of optical wave and capillary hole with the evanescent wave. The hole can be filled with a material subject to optical guided wave spectrometry. Photonic COF carries most of the light in air (or vacuum). Thus, photonic capillary optical fibers are considered for trunk optical communications, with guided wave travelling in vacuum rather than in glass - avoiding in this way the Rayleigh scattering. The fundamental mode in a refractive COF is LPoi or dark hollow beam (DHB) of light with zero intensity on fiber axis. The fundamental mode in a photonic COF is Gaussian beam with maximum intensity on fiber axis. The photonic COFs can be further divided to two basic groups: porous or holey/hollow and Bragg or OmniGuide fibers. These two kinds of PCOFs differ by the method of building a photonic band gap (PBG) around a capillary hole. The paper is a concise digest of fundamental kinds of singlemode (or low-order mode) COFs and their properties, with an emphasis on applications in two basic fields: instrumentation and telecommunications.

4

Wytwarzanie i charakteryzacja światłowodów kapilarnych

Romaniuk R., Dorosz J.

Kwartalnik Elektroniki i Telekomunikacji

|

2006

|

Vol. 52, z. 3

427-449

PL

W pracy opisano podstawowe właściwości transmisyjne światłowodów kapilarnych. Pokazano metody obliczania charakterystyk propagacyjnych. Wytwarzano laboratoryjne próbki światłowodów kapilarnych metodą tyglową i preformową ze szkieł miękkich borokrzemionkowych i wapniowosodowych. Mierzono charakterystyki geometryczne, optyczne i mechaniczne światłowodów. Porównywano obliczenia z pomiarami.

EN

The paper describes basic properties of capillary optical fibres. The analysis of propagation properties were shown. The capillaries were fabricated of soft glasses by crucible and perform methods. The used glasses were borosilicates and calcium-sodium silicates. The following characteristics were measured: geometrical, optical and mechanical. The calculations were compared with measurements.

5

Zastosowania światłowodów kapilarnych

Romaniuk R.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2006

|

Vol. 47, nr 4

5-9

PL

Dokonano aktualnego przeglądu zastosowań światłowodów kapilarnych. Niektóre z tych zastosowań wynikają z klasycznych właściwości kapilar i urządzeń kapilarowych, takich jak reometria, elektroforeza, chromatografia kolumnowa, ale niektóre są związane ściśle z kopropagacją mikromasy z falą optyczną zanikającą lub falą optyczną o znacznym natężeniu.

EN

The paper updates and summarizes contemporary applications of capillary optical fibers. Some of these applications are straight consequence of the classical capillary properties and capillary devices like: rheometry, electrophoresis, column chromatography (gas and liquid). Some new applications are tightly connected with co-propagation (or counter-propagation) of micromass together with optical wave evanescent or of considerable intensity. Optical capillaries, filamentary and embedded, are turning to a fundamental component of nano- and micro MOEMS.