|
DOI: 10.14489/td.2025.08.pp.049-054
Степанов М. В.
ВТОРИЧНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ДЛЯ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИХ ДАТЧИКОВ С ЗАКРЫТЫМ ОПТИЧЕСКИМ КАНАЛОМ
(с. 49-54)
Аннотация. Рассмотрены вопросы построения вторичных преобразователей волоконно-оптических датчиков с закрытым оптическим каналом с чувствительными элементами, основанными на различных эффектах. Приведены основы построения волоконно-оптических датчиков и сформулированы основные функции, которые должны выполнять вторичные преобразователи. Исходя из особенностей построения представлены структурные схемы и внешний вид вторичных преобразователей для датчиков с чувствительными элементами, основанными на разных оптических эффектах. Описаны основные функции, осуществляемые каждым элементом структурной схемы, а также рассмотрены некоторые особенности выбора характеристик этих элементов. Приводятся полученные на основании теоретического и экспериментального исследований основные характеристики разработанных вторичных преобразователей и указаны некоторые сферы применения таких волоконно-оптических датчиков.
Ключевые слова: волоконно-оптический датчик, вторичный преобразователь, чувствительный элемент, спектральное уплотнение, структурная схема, демультиплексор.
Stepanov M. V.
SECONDARY CONVERTERS FOR FIBER-OPTIC SENSORS WITH A CLOSED OPTICAL CHANNEL
(pp. 49-54)
Abstract. In article questions of creation of secondary converters of optical fiber sensors with the closed optical channel with the pickups based on different effects are considered. Bases of creation of optical fiber sensors are given in work and the main functions which have to carry out secondary converters are formulated. Proceeding from features of creation, in article block diagrams and exterior of secondary converters for sensors with the pickups based on different optical effects are provided. The main functions which are carried out by each element of the block diagram are described and also some features of the choice of characteristics of these elements are considered. The basic performance of the developed secondary converters received on the basis of theoretical and experimental researches is given in the conclusion and some scopes of such optical fiber sensors are specified.
Keywords: fiber-optic sensor, electronic transceiver, sensing element, spectral densification, block diagram, demultiplexer.
М. В. Степанов (АО «Ракетно-космический центр «Прогресс», Самара, Россия) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
M. V. Stepanov (Progress Rocket Space Centre, Samara, Russia) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
1. Agliullin T., Gubaidullin R., Sakhabutdinov A., et al. Addressed Fiber Bragg Structures in Load-Sensing Wheel Hub Bearings // Sensors. 2020. No. 21. P. 1 – 14.
2. Гречишников В. М., Комаров Е. Г. Математическая модель функционирования мультисенсорного преобразователя бинарных механических сигналов в электрические на основе волоконно-оптического цифроаналогового преобразователя // Измерительная техника. 2020. № 2. С. 20 – 28.
3. Федотов М. Ю., Бабин С. А., Будадин О. Н., Козельская С. О. Исследование возможности диагностики напряжений композитных конструкций на основе данных контроля деформации и акустической эмиссии интегрированными волоконно-оптическими датчиками // Контроль. Диагностика. 2024. № 9(315). С. 24 – 35.
4. Morozov O., Agliullin T., Kuznetsov A., et al. Addressed Combined Fiber-Optic Sensors as Key Element of Multisensor Greenhouse Gas Monitoring Systems // Sensors. 2022. No. 13. P. 4827. DOI: 10.3390/s22134827
5. Фадеев К. М., Минкин А. М., Ларионов Д. Д., Созонов Н. С. Волоконно-оптический датчик высокого давления на основе интерферометра Фабри‒Перо // Фотон-Экспресс ‒ Наука. Спецвыпуск. 2019. № 6. С. 336–337.
6. Федотов М. Ю. Методы и средства оптического контроля полимерных композитных материалов и конструкций волоконно-оптическими датчиками. М.: ИД «Спектр», 2024. 208 с.
7. Харахнин К. А., Терешин Д. А., Вахрамеев Д. В., Вахрамеев П. С. Волоконно-оптический датчик усилий: математическая модель, функция преобразования, разработка прототипа // Вестник Череповецкого государственного университета. 2020. № 6(99). С. 45 – 58.
8. Матюнин С. А., Степанов М. В., Бабаев О. Г. Волоконно-оптические датчики с закрытым оптическим каналом. Самара: Инсома-Пресс, 2020. 250 с.
9. Степанов М. В. Волоконно-оптические датчики с закрытым оптическим каналом // Датчики и системы. 2024. № 3(275). С. 17 – 23.
10. Степанов М. В. Волоконно-оптические датчики: перспективы применения в ракетно-космической технике // Главный метролог. 2020. № 1. С. 28 – 30.
11. Беловолов М. И., Беловолов М. М., Семенов С. Л. и др. Разработка волоконно-оптических датчиков контроля технических характеристик и оценки работоспособности композитных узлов изделий авиационной и ракетно-космической техники: обзор // Конструкции из композиционных материалов. 2020. № 3(159). С. 45 – 53.
12. Паранин В. Д., Матюнин С. А. Одноканальный вторичный преобразователь для спектральных волоконно-оптических датчиков // Датчики и системы. 2013. № 7(170). С. 61 – 64.
13. Бутов О. В., Веснин В. П., Иванов О. В. и др. Малогабаритная быстродействующая система обработки сигнала волоконно-оптического брэгговского датчика // Радиоэлектронная техника. 2016. № 1(9). С. 75 – 83.
14. Дмитриенко А. Г., Ляшенко А. В., Цыпин Б. В. Вторичный преобразователь информационно-измерительной системы с повышенной помехоустойчивостью для измерения частоты вращения // Измерение. Мониторинг. Управление. Контроль. 2016. № 1(15). С. 31 – 36.
15. Меркулов П. А., Семёхин А. А., Сергеев М. В. Основные методы работы волоконно-оптических датчиков при их функционировании в системах охраны // Современные научные исследования и инновации: электрон. науч.-практ. журн. 2023. № 12.
16. Сафин М. А., Курбангалиева Т. О. Интеграция волоконно-оптических датчиков в системы автоматического контроля и управления // Тенденции развития науки и образования. 2024. № 105-14. С. 178 – 181.
17. Федотов М. Ю., Ларин А. А. Особенности формирования пространственной топологии волоконно-оптической системы мониторинга свайных фундаментов в условиях Крайнего Севера // Контроль. Диагностика. 2023. № 2. С. 42 – 51.
18. Babaev O. G., Matyunin S. A., Stepanov M. V. Electronic Transceiver and Research Facility for Fiber-Optic Sensors of Anthropomorphic Robot Grippers // 6th International Conference on Mechatronics and Robotics Engineering (ICMRE), Barcelona, Spain, 12 ‒ 15 Feb. 2020. Barcelona, 2020. P. 68 ‒ 72.
19. Бабаев О. Г. Волоконно-оптический датчик для измерения давления в пневмогидравлических системах // Динамика и виброакустика. 2021. Т. 7, № 2. С. 17 – 25.
20. Степанов М. В. Волоконно-оптические датчики с закрытым оптическим каналом // Датчики и системы. 2024. № 3(275). С. 17 – 23.
1. Agliullin, T., Gubaidullin, R., Sakhabutdinov, A., et al. (2020). Addressed fiber Bragg structures in load-sensing wheel hub bearings. Sensors, (21), 1–14.
2. Grechishnikov, V. M., & Komarov, E. G. (2020). Mathematical model of functioning of a multisensory transducer of binary mechanical signals into electrical signals based on fiber-optic digital-to-analog converter. Izmeritel'naya Tekhnika, (2), 20–28. [in Russian language].
3. Fedotov, M. Yu., Babin, S. A., Budadin, O. N., & Kozelskaya, S. O. (2024). Investigation of the possibility of diagnosing stresses in composite structures based on strain and acoustic emission monitoring data by integrated fiber-optic sensors. Kontrol'. Diagnostika, (9(315)), 24–35. [in Russian language].
4. Morozov, O., Agliullin, T., Kuznetsov, A., et al. (2022). Addressed combined fiber–optic sensors as key element of multisensor greenhouse gas monitoring systems. Sensors, (13), 4827. https://doi.org/10.3390/s22134827
5. Fadeev, K. M., Minkin, A. M., Larionov, D. D., & Sozonov, N. S. (2019). Fiber-optic high-pressure sensor based on Fabry-Perot interferometer. Foton-Ekspress – Nauka. Spetsvypusk, (6), 336–337. [in Russian language].
6. Fedotov, M. Yu. (2024). Methods and means of optical control of polymer composite materials and structures by fiber-optic sensors. ID "Spektr". [in Russian language].
7. Kharakhin, K. A., Tereshin, D. A., Vakhrameev, D. V., & Vakhrameev, P. S. (2020). Fiber-optic force sensor: Mathematical model, transfer function, prototype development. Vestnik Cherepovetskogo Gosudarstvennogo Universiteta, (6(99)), 45–58. [in Russian language].
8. Matyunin, S. A., Stepanov, M. V., & Babaev, O. G. (2020). Fiber-optic sensors with a closed optical channel. Insoma-Press. [in Russian language]
9. Stepanov, M. V. (2024). Fiber-optic sensors with a closed optical channel. Datchiki i Sistemy, (3(275)), 17–23. [in Russian language].
10. Stepanov, M. V. (2020). Fiber-optic sensors: Prospects for application in rocket and space technology. Glavnyi Metrolog, (1), 28–30. [in Russian language].
11. Belovolov, M. I., Belovolov, M. M., Semenov, S. L., et al. (2020). Development of fiber-optic sensors for monitoring technical characteristics and assessing the performance of composite components of aviation and rocket-space technology: A review. Konstruktsii iz Kompozitsionnykh Materialov, (3(159)), 45–53. [in Russian language].
12. Paranin, V. D., & Matyunin, S. A. (2013). Single-channel secondary transducer for spectral fiber-optic sensors. Datchiki i Sistemy, (7(170)), 61–64. [in Russian language].
13. Butov, O. V., Vesnin, V. P., Ivanov, O. V., et al. (2016). Compact high-speed signal processing system for fiber-optic Bragg sensor. Radioelektronnaya Tekhnika, (1(9)), 75–83. [in Russian language].
14. Dmitrienko, A. G., Lyashenko, A. V., & Tsypin, B. V. (2016). Secondary transducer of an information-measuring system with increased noise immunity for measuring rotation speed. Izmerenie. Monitoring. Upravlenie. Kontrol', (1(15)), 31–36. [in Russian language].
15. Merkulov, P. A., Semekhin, A. A., & Sergeev, M. V. (2023). Basic methods of operation of fiber-optic sensors in security systems. Sovremennye Nauchnye Issledovaniya i Innovatsii: Elektron. Nauch.-Prakt. Zhurn, (12). [in Russian language].
16. Safin, M. A., & Kurbangalieva, T. O. (2024). Integration of fiber-optic sensors into automatic monitoring and control systems. Tendentsii Razvitiya Nauki i Obrazovaniya, (105-14), 178–181. [in Russian language].
17. Fedotov, M. Yu., & Larin, A. A. (2023). Features of the formation of the spatial topology of a fiber-optic monitoring system for pile foundations in the conditions of the Far North. Kontrol'. Diagnostika, (2), 42–51. [in Russian language].
18. Babaev, O. G., Matyunin, S. A., & Stepanov, M. V. (2020). Electronic transceiver and research facility for fiber-optic sensors of anthropomorphic robot grippers. In 6th International Conference on Mechatronics and Robotics Engineering (ICMRE) (pp. 68–72).
19. Babaev, O. G. (2021). Fiber-optic sensor for pressure measurement in pneumohydraulic systems. Dinamika i Vibroakustika, *7*(2), 17–25. [in Russian language].
20. Stepanov, M. V. (2024). Fiber-optic sensors with a closed optical channel. Datchiki i Sistemy, (3(275)), 17–23. [in Russian language].
Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).
Стоимость статьи 700 руб. (в том числе НДС 20%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.
После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.
Для заказа скопируйте doi статьи:
10.14489/td.2025.08.pp.049-054
и заполните форму
Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.
.
This article is available in electronic format (PDF).
The cost of a single article is 700 rubles. (including VAT 20%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.
After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.
To order articles please copy the article doi:
10.14489/td.2025.08.pp.049-054
and fill out the form
.
|
Текущий номер
Разработка концепции и создание сайта - ООО «Издательский дом «СПЕКТР»