Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

2 Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika

2 Borecki M.

Powiadomienia systemowe

Sesja wygasła!

Znaleziono wyników: 2

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Wyszukiwano:
w słowach kluczowych: metody natężeniowe

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

Modelowanie i konstrukcja wieloparametrycznych natężeniowych czujników światłowodowych

Borecki M.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika

2010

z. 173

3-198

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.

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.

Metody natężeniowe modelowania, analizy i syntezy systemów światłowodowych

Borecki M.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika

2004

z. 149

3--162

Systemy światłowodowe zawieraja układy: źródła światła, toru optycznego i odbiornika. W układach wykorzystaywane są podzespoły optyczne (światłowody), optoelektroniczne i elektroniczne. Do komponentów optycznych zalicza się: włókna optyczne - pasywne i aktywne, sprzęgacze i soczewki. Diody elektro-luminescencyjne, fotodiody i diody laserowe stanowią grupę komponentów optoelektronicznych czynnych. Systemy światłowodowe, których zasada pracy jest oparta na na zmianach natężenia promieniowania optycznego, nazywa się systemami nateżeniowymi. Projektowanie systemów tego typu, spełniających określone funkcje, przy wybranym poziomie dokładności, napotykało określone trudności. Było to powodowane stosowaniem modeli niewłaściwego typu, które opracowywano dla fazowych warunków propagacji promieniowania w układach o uproszczonej geometrii. Dla ułatwienia i podniesienia skutecznosci projektowania omawianych systemów, podjęto próbę opracowania metod natężeniowych modelowania podzespołów, analizy warunków pracy i syntezy systemów. Metody te wykorzystują zjawiska związane ze zmianami rozkładów natężeń promieniowania. Są one przeznaczone do systemów światłowowdowych, w których długość toru optycznego jest taka, że zjawiska uśredniania rozkładów nie dominują. Proponowane metody bazuja na zależnościach netężeniowych, wyprowadzonych z optyki falowej, geometrycznej, kwantowej oraz fizycznej, a ich integralną częścią jest dokładny opis geometrii toru optycznego. Zastosowanie metody umożliwiły propozycje miary udziału promieniowania skośnego, propagującego się w światłowodach. Wysoka dokładność proponowanych metod pozwoliła na jawne modelowanie promienia płaszczowego i badanie jego wpływu na rozkłady natężeń pola bliskiego. Wykazano, że wyznaczone rozkłady pola bliskiego są zgodne z wynikami doświadczalnymi nawet dla geometrii toru optycznego o parametrach krytycznych. Umożliwiło to precyzyjna analizę parametrów projektowanych komponentów światłowodowych, a przez to wykonanie oryginalnych konstrukcji asymetrycznych. Zastosowane metody zezwoliły na stworzenie jednorodnego opisu podzespołów i układów, będących komponentami systemów światłowodowych. Komplet opracowanych modeli podzespołów umożliwił analizę warunków pracy układu, a jej wyniki - syntezę systemu. Dokładniejsze niż dotychczas określenie warunków pracy podzespołów, a przez to i układów, uprościło syntezę zaawansowanych systemów, spełniających złożone wymagania, np: rozróżniania optycznego ośrodków o bardzo podobnych przezroczystościach i współczynnikach załamania. Proponowane techniki przeiwdywania tolerancji obliczeń zmniejszyły koszty obliczeniowe symulacji podzespołów, układów i systemów światłowodowych. Metody natężeniowe zastosowano w praktyce do opracowania konstrukcji: sprzęgacza asymetrycznego, toru typu U, wielotorowych głowic czujników poziomu cieczy oraz jej rodzaju i parametrów, układów źródeł promieniowania mstabilizowanych optycznie, interfejsów optoelektronicznych, układów detekcji, światłowodowych wzmacniaczy optycznych na włóknach aktywnych i czujników inteligentnych. stworzyło to możliwość pozytywnej weryfikacji metod w syntezie systemów światłowodowych.

Optical systems comprise the following circuits: the light source, the receiver set and the optical scheme. Optical fibres were applied to this construction. Electronic, optic and optoelectronic components are used in the circuits. Classical optical components are: optical fibers - passive and active, couplers and a lens. Light emitting diodes, laser diodes and photo diodes form the group of active optoelectronic components. Otical systems whose principle of work is change in optical radiation intensity are called intensity systems. This type of system design, while fulfilling specific functions, at a chosen level of accuracy, encountered certain difficulties. This was caused by the use of inappropriate model types, which were worked out for phase conditions and synthesis of systems for the extrapolation of such systems. Intensity methods use phenomena connected with changes in optical radiation intensity distribution. These methods use phenomena connected with radiation intensity distribution changes. They are designed for optical systems, in which the length of oprical truck is such that phenomena of distribution averaging is not predominat. these methods are based on intensity models which are dedused from wave, geometric, quantum and physical optics. A precise description of optical scheme geometry is integral to this. The methods applied made the proposal of skew radiation propagating in the optical fiber1s parta measure possible. The high exactitude of the methods proposed permitted clear modeling of coat radiation and investigatrion of iits in influence on near field distribution. It has been proved that the near field distributions shown are consistent with experimental results for the optical path even with critical parameter geometry. This made a precise analysis of the parameters of projected optical components possible and through this the realiztion of original asymetric constructions. The methodsappliedallowed the creation of a homogenous description of components and circuits forming part of optical systems. The set of models of components worked out made the analysis of working conditions and their results possible - the synthesis of system. In a more exact way than has previously been case, the qualification of the working conditions of elements in circiuts simplified the synthesis of advanced systems fulfilling definite requirements, for example: the optical discrimination of a medium with very similar transparency and coefficients of deflection. The proposed techniques of tolerance calculation estimation reduced the computational costs of the simulation of components, schemes and fiber optical systems. Intensity methods were applied to the study of the following constructions - an asymmetrical coupler, a "U" - branch type optical track, multi-track sensor head of liquid level as well as types and parameters for this sources of optically stabilized radiation, optoelectronic interfaces, detection circuits, optical amplifiers on active fibers and intelligent sensors. This then made it possible to perform positive verification of methods in the synthesis of optical systems.