Распределенные и мультиплексированные волоконно-оптические датчики

Как указано во введении, одним из преимуществ этой технологии является эффективное использование оптической мощности. Если рассмотреть единичный лазерный диод с оптической мощностью 1 мВт, запускаемой в волокно через оптический выход диода (серийно выпускаемое изделие), при условии разумных оптических потерь, он позволяет опрашивать свыше 10000 двулучевых интерферометров при ограничении минимальном уровнем дробового шума < 10 мкрад/у/Гц. Такой чувствительности достаточно для многих современных приложений.

Распределенные и мультиплексированные волоконно-оптические датчики.

Введение. Важным преимуществом волоконно-оптических датчиков является их способность обеспечивать измерения, оставаясь невосприимчивыми к широкому диапазону физических полей. Это означает не только то, что для работы сенсорной головки не требуется электропитание, но вся система в целом, включая входное и выходное волокна, действующие как телеметрические каналы связи, также электрически пассивна, и, следовательно, всей системе присуща низкая чувствительность к воздействиям электромагнитных помех (ЭМП) и электромагнитных импульсов (ЭМИ). Свойство электрической нечувствительности и низкая восприимчивость к ЭМП/ЭМИ приобретают первостепенное значение, когда необходим датчик для использования его во взрывоопасной или электрически шумной внешней среде. Благодаря возможности использования общего входного и выходного волокон связи для обслуживания множества волоконных датчиков, может быть построена чисто-волоконная сеть датчиков, имеющая, кроме описанных выше, и дополнительные преимущества. Во-первых, телеметрические системы, основанные на волоконной оптике, способны обеспечивать передачу выходной информации от громадного количества датчиков, не требующих очень высокой пропускной способности. Например, для 1000 датчиков с требованиями к полосе пропускания 100 кГц у каждого необходима ширина полосы пропускания всего лишь около 100 МГц — сравнительно немного по сравнению с шириной полосы пропускания, требуемой для систем, обеспечивающих передачу больших объемов данных, предлагаемых и демонстрируемых в области оптоволоконных телекоммуникаций. Во-вторых, единственное волокно или пара волокон, обслуживающие множество датчиков, обеспечивают снижение веса и низкую стоимость телеметрической связи между электрооптическим модулем обработки и сетью или матрицей датчиков. Это является важным преимуществом в тех приложениях, где уменьшение веса играет важную роль при проектировании, например в аэрокосмической промышленности. В-третьих, волоконно-оптические линии связи допускают чрезвычайную гибкость при конфигурировании телеметрических систем и в топологии систем.

См. также:  Приемники на кремниевых диодах

В общем случае системы из многих датчиков могут быть построены различными способами.