Desarrollo y estudio de características de sondas de vibraciones de fibra óptica

Desarrollo y estudio de características de sondas de vibraciones de fibra óptica

La integración de dispositivos ópticos en microelectrónica es muy atractiva para desarrollar subminiaturización continua y aumentar la velocidad de transmisión de datos. Por lo tanto aquí se tiene por objetivo presentar y explorar todas las oportunidades del uso de una sonda óptica simple basado en...

Descripción completa

Detalles Bibliográficos
Autores principales: Soloviev, Vladimir S., Timoshenkov, Sergey P., Timoshenkov, Andrey S.
Formato: Online
Idioma:eng
Publicado: Universidad Nacional de Ingeniería (UNI) en Managua 2021
Acceso en línea:https://www.camjol.info/index.php/NEXO/article/view/12692
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Desarrollo y estudio de características de sondas de vibraciones de fibra óptica
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description La integración de dispositivos ópticos en microelectrónica es muy atractiva para desarrollar subminiaturización continua y aumentar la velocidad de transmisión de datos. Por lo tanto aquí se tiene por objetivo presentar y explorar todas las oportunidades del uso de una sonda óptica simple basado en la reflexión de la luz de una superficie vibradora.Se miden las vibraciones por medir la amplituda de un cono de luz radiante en función de la distancia hasta la superficie vibradora. Se llevaron a cabo las pruebas usando la fibra óptica más popular con una apertura numérica de 0.12. La longitud de la onda láser en la sonda fue 1 310 nm. El láser usado en el canal de medida del banco de control tenía una onda de  640 nm. El resultado de las pruebas fue la construcción de una sonda de vibraciones simple basado en fibra óptica mediante el uso del láser, optodiodo y esplitter. Se mostró por experimentación que la amplitud de la luz reflejada cambiaba según la ley exponencial en función de la distancia hasta la superficie vibradora. La exactitud de las mediciones por el interferómetro fue 22 nm. El largo de coherencia de los láseres usados en este dispositivo fue 2 mm. Ese largo bien bastaba para derivar un patrón de franjas de contraste. Se midieron las vibraciones de varias superficies de 500 μm a 22 nm. Una ventaja de la sonda es su simplicidad máxima y una exactitud de mediciones bastante alta. La frecuencia medida de vibraciones se limita sólo a la caraсterística transmisora de la parte electrónica de la sonda. Los materiales aquí presentados son de valor práctica para usar sus principios en medidores micro de acceleraciones, sondas de velocidad angular y muchas otras sondas de cantidades físicas.
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spelling NEXO126922021-11-01T03:57:27Z Developing and exploring the characteristics of optical-fibre vibration sensor Desarrollo y estudio de características de sondas de vibraciones de fibra óptica Soloviev, Vladimir S. Timoshenkov, Sergey P. Timoshenkov, Andrey S. Optical fibre Optical-fibre sensor Sensor of physical values Semiconductor lase Vibration sensor Láser semiconductor Fibra óptica Sonda de fibra óptica sonda de valores físicos Sonda de vibraciones Integration of optics into microelectronics is extremely attractive in terms of further microminiaturisation and information transmission rate. Hence, the article aims at opening up and studying all the opportunities that can be taken from a simple optical sensor that is based on reflection of light from an oscillating surface.To measure vibrations, a principle of determining the amplitude of a diverging cone of light has been employed depending on the distance to an oscillating surface. The most common optical fibre with the numerical aperture of 0.12 was used in the experiments. The wavelength of laser utilised in the sensor is 1310nm. A laser with 640nm wavelength was used in the control stand measurement path. The conducted studies resulted in creating a simple vibration sensor on the basis of optical fibre with the use of laser, photo-diode, and splitter. It has been experimentally shown that the amplitude of the reflected light changes exponentially depending on the distance to the oscillating surface. The accuracy of interferometric measurements was 22nm. The coherence length of lasers used in the interferometer amounted to 2mm, what well sufficed to obtain a contrast interference pattern. Vibrations of various surfaces from 500µm to 22nm were measured. A major plus of the sensor is its maximum ease and a rather high accuracy of measurements. Measured frequency of vibrations is limited only to the transfer characteristic of an electronic part of the sensor. The article materials are of practical value for using their principles in micro-accelerometers, angular velocity sensors, and many other sensors of physical values.   La integración de dispositivos ópticos en microelectrónica es muy atractiva para desarrollar subminiaturización continua y aumentar la velocidad de transmisión de datos. Por lo tanto aquí se tiene por objetivo presentar y explorar todas las oportunidades del uso de una sonda óptica simple basado en la reflexión de la luz de una superficie vibradora.Se miden las vibraciones por medir la amplituda de un cono de luz radiante en función de la distancia hasta la superficie vibradora. Se llevaron a cabo las pruebas usando la fibra óptica más popular con una apertura numérica de 0.12. La longitud de la onda láser en la sonda fue 1 310 nm. El láser usado en el canal de medida del banco de control tenía una onda de  640 nm. El resultado de las pruebas fue la construcción de una sonda de vibraciones simple basado en fibra óptica mediante el uso del láser, optodiodo y esplitter. Se mostró por experimentación que la amplitud de la luz reflejada cambiaba según la ley exponencial en función de la distancia hasta la superficie vibradora. La exactitud de las mediciones por el interferómetro fue 22 nm. El largo de coherencia de los láseres usados en este dispositivo fue 2 mm. Ese largo bien bastaba para derivar un patrón de franjas de contraste. Se midieron las vibraciones de varias superficies de 500 μm a 22 nm. Una ventaja de la sonda es su simplicidad máxima y una exactitud de mediciones bastante alta. La frecuencia medida de vibraciones se limita sólo a la caraсterística transmisora de la parte electrónica de la sonda. Los materiales aquí presentados son de valor práctica para usar sus principios en medidores micro de acceleraciones, sondas de velocidad angular y muchas otras sondas de cantidades físicas. Universidad Nacional de Ingeniería (UNI) en Managua 2021-10-28 info:eu-repo/semantics/article info:eu-repo/semantics/publishedVersion Peer-Reviewed Article Artículo revisado por pares application/pdf https://www.camjol.info/index.php/NEXO/article/view/12692 10.5377/nexo.v34i04.12692 Nexo Scientific Journal; Vol. 34 No. 04 (2021); 1461-1476 Nexo Revista Científica; Vol. 34 Núm. 04 (2021); 1461-1476 1995-9516 1818-6742 eng https://www.camjol.info/index.php/NEXO/article/view/12692/14708 Copyright (c) 2021 Universidad Nacional de Ingeniería https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/

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