| Авторы |
Полякова Екатерина Алексеевна, начальник отдела надежности, Научно-исследовательский институт физических измерений (Россия, г. Пенза, ул. Володарского, 8/10), E-mail: yek.polyakova2016@yandex.ru
Бадеева Елена Александровна, доктор технических наук, профессор, кафедра бухгалтерского учета, налогообложения и аудита, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), E-mail: badeeva_elena@mail.ru
Мурашкина Татьяна Ивановна, доктор технических наук, профессор, кафедра приборостроения, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), E-mail: timurashkina@mail.ru
Бадеев Александр Валентинович, кандидат технических наук, старший специалист, Центр информационно-аналитического обеспечения систем социально-гигиенического мониторинга г. Пензы (Россия, г. Пенза, ул. Куйбышева, 30), E-mail: badeyev@mail.ru
Славкин Илья Евгеньевич, аспирант, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), E-mail: ilya-slavkin@yandex.ru
|
| Аннотация |
Предмет и цель работы. Основными элементами волоконно-оптических измерительных преобразователей являются оптические волокна, радиус изгиба которых существенно влияет на метрологические и эксплуатационные характеристики. Поэтому необходимо определить условия, при которых данное влияние не будет приводить к ухудшению технических характеристик волоконно-оптических измерительных преобразователей. Цель работы – улучшение технических характеристик волоконно-оптических измерительных преобразователей, определяемых механической надежностью изогнутого оптического волокна. Предметом исследования являются физические эффекты, проявляющиеся в материале оптического волокна при его неинформативных изгибах в процессе изготовления и эксплуатации волоконно-оптических измерительных преобразователей.
Методы. Определяются максимальные значения радиусов микро- и макроизгибов оптического волокна, при которых снижается интенсивность светового потока, метрологическая и эксплуатационная надежность оптического волокна. При выполнении исследований использованы методы геометрической оптики, логарифмического дифференцирования, а также соотношения для эффекта фотоупругости при деформации оптического волокна.
Результаты и выводы. Установлена зависимость интенсивности светового потока от изменения радиуса изгиба оптического волокна. Представлены соотношения для расчетов коэффициентов потерь, обусловленных изгибами малых и больших радиусов и вычисления граничных условий сохранения работоспособности волоконно-оптического кабеля. Определены причины и граничные условия критичности изгибов оптического волокна, при которых снижается надежность волоконно-оптического кабеля как механическая, так и метрологическая при эксплуатации в составе волоконно-оптического преобразователя. При рассмотрении процессов, происходящих в оптических волокнах в моменты их изгиба, необходимо принимать во внимание эффект фотоупругости и изменение коэффициентов преломления слоев оптического волокна. В работе определены граничные условия критичности изгибов оптического волокна, при которых снижается их механическая и метрологическая надежность. Управляя радиусом изгиба волокна, можно не только управлять интенсивностью передаваемого светового сигнала в зоне измерений волоконно-оптического преобразователя, но и добиться повышения надежности и работоспособности средства измерения.
|
|
Ключевые слова
|
волоконно-оптический измерительный преобразователь, оптическое волокно, интенсивность светового потока, радиус изгиба, надежность, механическая прочность, фотоупругость, коэффициент преломления
|
