Naslov
Vibracijski senzor utemeljen na promjeni raspodjele elektromagnetskog polja u svjetlovodu
(Vibration sensor based on electromagnetic field redistribution in optical fiber)

Autori
Lujo, Ivan

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, doktorska disertacija

Fakultet
Fakultet elektrotehnike i računarstva

Mjesto
Zagreb

Datum
18.02

Godina
2020

Stranica
184

Mentor
Šipuš, Zvonimir

Ključne riječi
mjerenje vibracija, svjetlovodni senzor, točkasti uzorak u višemodnom svjetlovodu, integrirano mjerenje, pametne strukture za nadzor, korelacijske metode
(vibration measurement, fiber optic sensor, speckle pattern in multimode fiber, integrated measurement, smart monitoring structures, correlation methods)

Sažetak
Mjerenjem promjena na točkastom uzorku optičkog signala koji se širi višemodnim svjetlovodom moguće je detektirati i karakterizirati vibracije kojima je svjetlovod izložen. Promatrano svojstvo pruža mogućnost izrade senzorskog sustava za integriranu detekciju vibracija unutar velikih struktura - duž cijelog položenog vlakna, a kao senzorski element logičan izbor je CCD kamera. CCD kamera međutim unosi vrlo nisko ograničenje na frekvencije koje je moguće detektirati odnosno, ako se koristi specijalizirana kamera, znatno povećava cijenu sustava. Mjerenjem točkastog uzorka u jednoj točki pomoću detektorske diode eliminirana je potreba za kamerom, ali se narušavaju značajke detekcije vibracija zbog inherentnog svojstva usrednjavanja signala na površini detekcije. U radu se predlaže alternativni pristup koji kombinira najbolja obilježja oba opisana sustava. Umjesto CCD kamere se koristi sustav detektorskih dioda koje razlažu ukupni točkasti uzorak na manje segmente. Korelacijom signala takvih segmenata točkastog uzorka moguće je doći do informacije o vibracijama koje djeluju na vlakno na bilo kojem njegovom dijelu. Frekvencija koja se tako može detektirati ovisi o brzini rada dioda i akvizicijskog sustava, koje su nekoliko redova veličine veće od brzine rada korištenih kamera. Predloženi sustav je praktično izveden i uspješno testiran u usporedbi s komercijalnim kontrolnim detektorom. U radu je detaljno opisan proces istraživanja, teorijska podloga, metodologija optimizacije parametara sustava, te naposljetku rezultati testiranje. Prezentirani su rezultati koji pokazuju da je prvotni cilj ostvaren - povećana je funkcionalnost mjernog sustava, a da pri tome nije povećana njegova cijena. Razmatrani svjetlovodni senzorski sustav pogodan je za ugradnju u velike strukture (mostove, visoke zgrade, letjelice, itd.) te kao dio sustava za nadzor zaštićenog područja. Uz manje modifikacije moguće ga je koristiti u nadzoru električnih strojeva.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Elektrotehnika

POVEZANOST RADA