Wyniki 1-10 spośród 17 dla zapytania: authorDesc:"Sławomir Andrzej TORBUS"

Pomiary dyspersji polaryzacyjnej i ich analiza

Czytaj za darmo! »

Dyspersja polaryzacyjna PMD (Polarization Mode Dispersion) jest zjawiskiem charakterystycznym jedynie dla światłowodów jednomodowych. Wynika ona z faktu, że w światłowodzie telekomunikacyjnym jest prowadzony jeden mod LP01, zwany modem podstawowym (czasami można spotkać go pod nazwą modu zwyrodniałego). Jest on generowany dwukrotnie - składa się z dwóch modów polaryzacyjnych, które są do si[...]

Wpływ masy elektronu na błąd pomiaru natężenia prądu czujnikiem polarymetrycznym DOI:10.12915/pe.2014.11.56

Czytaj za darmo! »

W pracy krótko scharakteryzowano zasadę działania polarymetrycznego czujnika natężenia prądu, która wprost wynika z definicji magnetooptycznego zjawiska Faradaya. Zaprezentowano sposób wyznaczania stałej Verdeta światłowodu, z którego wykonana jest cewka pomiarowa czujnika polarymetrycznego oraz technikę obliczania masy efektywnej elektronu. Na tej podstawie można określić wpływ pola magnetycznego występującego wokół przewodnika z prądem, na którym umieszczona jest światłowodowa cewka pomiarowa. Pozwala to określić wpływ pola magnetycznego na masę elektronu oraz błąd pomiaru natężenia prądu czujnikiem polarymetrycznym. Sformułowano wnioski dotyczące wartości natężenia prądu w badanym przewodzie fazowym, które nie wpływają na masę elektronu oraz wzory korekcyjne umożliwiające wyznaczenie rzeczywistej wartości mierzonego natężenia prądu czujnikiem polarymetrycznym. Abstract. The paper briefly characterized the principle of the polarimetric current sensor, which directly follows from the definition of the Faraday effect. There is presented a method of determining the Verdet constant of the fiber and a technique for calculating the effective mass of the electron. Using these equations, the influence of the magnetic field present around the conductor with current can be determined. The influence of magnetic field on the mass of the electron and current measurement error polarimetric sensor can be determined. There are formulated the conclusions of the value of the current in the test phase conductor which does not affect the mass of the electron and corrective patterns possible to determine the actual value of the measured current using polarimetric sensor. (The impact of electron mass to the measurement error of current using polarimetric sensor) Słowa kluczowe: polarymetryczny czujnik natężenia prądu, magnetooptyczne zjawisko Faradaya, stała Verdeta, masa elektronu, błąd pomiaru Keywords: polarimetric current sensor, Faraday effect, Verdet con[...]

Wpływ temperatury na wartość współczynnika załamania w rdzeniu światłowodu jednomodowego DOI:10.15199/48.2016.03.38

Czytaj za darmo! »

W artykule omówiono budowę włókna światłowodowego, zdefiniowano profil współczynnika załamania w rdzeniu światłowodu oraz określono wpływ temperatury na wartość współczynnika załamania szkła optycznego. Korzystając z opracowanego w środowisku MathCAD modelu matematycznego światłowodu telekomunikacyjnego, określono wpływ temperatury na wartość współczynnika w jego rdzeniu, w zależności od długości fali świetlnej, stężenia molowego domieszki GeO2 oraz różnicy termicznej zmiany polaryzowalności i termicznej rozszerzalności objętościowej. Sformułowano wnioski dotyczące wpływu rozpatrywanych czynników na czułość temperaturową szkła optycznego o strukturze SiO2-GeO2 oraz przydatności tychże szkieł do realizacji polarymetrycznych czujników natężenia prądu wykorzystujących magnetooptyczne zjawisko Faradaya oraz rozłożonych czujników temperatury wykorzystujących wymuszone rozproszenie Rayleigha. Abstract. The article discussed the construction of optical fiber, the definition of refractive index profile in the fiber’s coreand the influence of temperature on the refractive index of optical glass. Using the mathematical model of the single mode fiber, which was realized in an MathCAD application, the effect of temperature on the value of refractive index in their core, depending on the wavelength of the light, the molar concentration of GeO2 dopant and the difference between the thermal changes of polarizability and the thermal volumetric expansion were has been determined. Conclusions regarding the impact of the factors considered on the temperature sensitivity of optical glass structure SiO2-GeO2 and of the use of these glasses for the implementation of polarimetric current sensors used Faraday effect and distributed temperature sensors using simulated Rayleigh scattering have been formulated. (Effect of the temperature on the refractive index of the single mode fiber core) Słowa kluczowe: światłowód jednomodowy, szkło optyczne, współczynnik zał[...]

Analiza częstotliwościowa pracy polarymetrycznego czujnika natężenia prądu z cewką pomiarową wykonaną ze światłowodu telekomunikacyjnego nieodpornego na zginanie DOI:10.15199/48.2017.06.20

Czytaj za darmo! »

Pomiar natężenia prądu za pomocą czujnika polarymetrycznego Polarymetryczny czujnik natężenia prądu elektrycznego, którego szczegółową budowę i właściwości wynikające z zastosowanego włókna światłowodowego przedstawiono w pracach [1,2,3,4], określa natężenie prądu płynącego w przewodzie linii elektroenergetycznej w oparciu o następujące parametry: kąt skręcenia płaszczyzny polaryzacji światła, długość fali pomiarowej, stałą Verdeta oraz liczbę zwojów tworzących cewkę światłowodową. Rys. 1. Schemat blokowy polarymetrycznego czujnika natężenia prądu ze światłowodową cewką pomiarową: P - polaryzator ustalający wstępną i stała polaryzację, FD - fotodetektor w analizatorze polaryzacji [1] Światłowód jest ciałem nieaktywnym optycznie. Oznacza to, że w sytuacji, gdy nie działa zewnętrzne pole magnetyczne zmianie nie ulega kąt skręcenia płaszczyzny polaryzacji propagowanego w nim światła. W chwili wystąpienia zewnętrznego pola magnetycznego światłowód staje się aktywny optycznie - zmienia się kąt skręcenia płaszczyzny polaryzacji propagowanego światła (zachodzi magnetooptyczne zjawisko Faradaya - efekt Faradaya) zgodnie ze wzorem [5]: (1)   V  L  B rad gdzie:  - kąt skręcenia płaszczyzny polaryzacji [rad], V - stała Verdeta (współczynnik proporcjonalności)     Tm rad , L - droga, na której światło oddziaływuje z polem magnetycznym m, B - indukcja pola magnetycznego T. Natężenie prądu, w układzie światłowodowego czujnika polarymetrycznego - rys. 1, zależy od następujących czynników: liczby zwojów cewki światłowodowej, dokładności określenia kąta płaszczyzny polaryzacji światła oraz właściwości materiałowych światłowodu. Natężenia płynącego w przewodzie linii elektroenergetycznej prądu można opisać następującą zależnością [1]: (2) V N I    0  [...]

Badanie jednomodowych światłowodów telekomunikacyjnych pod kątem możliwości ich wykorzystania w rozłożonych czujnikach temperatury z rozproszeniem Rayleigha DOI:10.15199/48.2017.07.14

Czytaj za darmo! »

Wstęp Obecnie, rozłożone światłowodowe czujniki temperatury, o przetwarzaniu wewnętrznym, zyskują coraz większą popularność. Możliwość przetwarzania w sposób ciągły wielkości mierzonej na znacznych odległościach sprawia, że są one alternatywą dla wielopunktowych czujników konwencjonalnych. Dodatkowo, czujniki światłowodowe przewyższają klasyczne rozwiązania odpornością na warunki środowiskowe, a także na zakłócenia, których źródłem mogą być sieci przesyłowe. Charakteryzują się one prostotą swej budowy. Największym problemem tej technologii jest otrzymanie dużej czułości przetwarzania wraz z wysoką rozdzielczością przestrzenną. Problematykę rozdzielczości przestrzennej rozwiązuje reflektometr optyczny, natomiast duża czułość temperaturowa jest widoczna przy domieszkowaniu rdzenia światłowodu pierwiastkami ziem rzadkich - neodymem (Nd) bądź holmem (Ho) [1]. Podstawowymi zjawiskami występującymi w światłowodach i wykorzystywanymi podczas działania rozłożonych czujników temperatury są: rozproszenie Rayleigha, rozproszenie Ramana, rozproszenie Brillouina, efekt Kerra oraz mieszanie czterofalowe (FWM). W niniejszej pracy skupiono się na światłowodowym czujniku temperatury, wykorzystującym rozproszenie Rayleigha. Wynika to z faktu dostępności aparatury pomiarowej, w celu przeprowadzenia stosownych eksperymentów, aby stwierdzić, czy jednomodowe światłowody telekomunikacyjne (wg ITU-T oznaczane jako G.652, G.653, G.655, G.657A i G.657B) mogą być wykorzystywane do budowy światłowodowych rozłożonych czujników temperatury. Budowa, zasada działania, parametry oraz obszary zastosowań światłowodowego rozłożonego czujnika temperatury Czujnik temperatury (rys. 1.) jest to światłowód - fizyczny falowód optyczny, w którym zmiana temperatury wywołuje rozproszenie Rayleigha. Mamy więc do czynienia z tzw. wymuszonym rozproszeniem Rayleigha, w miejscach gdzie wystąpiły zmiany temperatury. Rys.1. Światłowodowy czujnik temperatury badający z[...]

Możliwości termicznego łączenia światłowodów jednomodowych wykorzystywanych w metrologii DOI:10.15199/48.2019.01.57

Czytaj za darmo! »

Fizyczny falowód optyczny (falowód włóknisty, światłowód) jest złożony z dwóch warstw, które charakteryzują się różnymi współczynnikami załamania. Jest to więc cienkie wielowarstwowe włókno dielektryczne [1,2], którego wewnętrzna, centralnie położona warstwa szkła zwana rdzeniem jest pokryta ściśle przylegającą warstwą szkła zwaną płaszczem. Rdzeń ma znormalizowaną średnicę mieszczącą się w przedziale od 5 μm do 11 μm i charakteryzuje się wyższym współczynnikiem załamania - n1 niż warstwa otaczająca - płaszcz o średnicy 125 μm i współczynniku załamania - n2 [1,3], aby na zasadzie całkowitego wewnętrznego odbicia można realizować w nim transmisję. We włóknach światłowodowych można dodatkowo wyróżnić trzecią warstwę, która stanowi powłokę ochronną, nazywaną pierwotną warstwą ochronną bądź pokryciem zewnętrznym. Nadaje ona włóknom wytrzymałość mechaniczną i stanowi ochronę przed mikropęknięciami, na które narażona jest powierzchnia włókna, zwłaszcza przy stykaniu się z innymi materiałami. Powłoka ochronna jest nakładana w czasie procesu wyciągania włókna. Włókno posiadające te trzy warstwy (rys. 1.) posiada łączną średnicę 250 μm [3,4]. Rys. 1. Budowa włókna światłowodowego [wyniki własne] Podstawowym materiałem, z którego wykonywane są światłowody jednomodowe, jest krzemionka SiO2, która jest domieszkowana w celu otrzymania odpowiedniego współczynnika załamania. Stosuje się domieszki takich pierwiastków jak: bor (B), fluor (F), glin (Al), fosfor (P), german (Ge), tal (Tl), i inne [2,5]. W optoelektronice światłowodowej można wyróżnić dwie techniki realizacji jednomodowych włókien światłowodowych:  rdzeń wykonany z czystej krzemionki SiO2, natomiast płaszcz wykonany jest ze szkła typu SiO2-B2O3 lub SiO2-F2, które stanowi materiał o współczynniku załamania mniejszym prawie o 1% [2,6]. Rozwiązanie to jest stosowane bardzo rzadko,  płaszcz wykonany jest z czystej krzemionki SiO2, natomiast[...]

Wpływ stężenia molowego domieszki GeO2 w rdzeniu światłowodu wielomodowego na rozdzielczość temperaturową rozłożonego czujnika temperatury z wymuszonym rozproszeniem Ramana DOI:10.15199/48.2019.03.34

Czytaj za darmo! »

Charakterystyka światłowodów wielomodowych Wielomodowy światłowód włóknisty (rys. 1.) jest cienkowarstwowym włóknem dielektrycznym złożonym z dwóch warstw krzemionki SiO2, które charakteryzują się różnymi współczynnikami załamania [1,2]. Jego wewnętrzna, centralnie położona warstwa nazywana jest rdzeniem i pokryta jest ściśle przylegającą warstwą nazywaną płaszczem. Rdzeń charakteryzuje się wyższym współczynnikiem załamania - n1 niż płaszcz o współczynniku załamania - n2 [1,3], aby na zasadzie całkowitego wewnętrznego odbicia realizować w nim transmisję. W światłowodowych wielomodowych można dodatkowo wyróżnić trzecią warstwę, która stanowi powłokę ochronną. Jest ona nazywana pierwotną warstwą ochronną bądź pokryciem zewnętrznym i nadaje włóknom wytrzymałość mechaniczną. Stanowi więc ochronę przed mikropęknięciami, na które narażona jest powierzchnia włókna, zwłaszcza przy stykaniu się z innymi materiałami. Nakłada się ją podczas procesu wyciągania włókna. Światłowody wielomodowe posiadają znormalizowane średnice rdzenia i płaszcza, które wynoszą odpowiednio 50 μm/125 μm bądź 62,5 μm/125 μm [1,4]. Natomiast łączna średnica włókna wynosi 250 μm [1,4]. Rys. 1. Budowa włókna światłowodowego Podstawowym materiałem, z którego wykonywane są światłowody, jest krzemionka SiO2, którą domieszkuje się w celu otrzymania odpowiedniego współczynnika załamania. Stosuje się domieszki takich pierwiastków jak: bor (B), fluor (F), glin (Al), fosfor (P), german (Ge), tal (Tl), i inne [2,5]. W optoelektronice światłowodowej można wyróżnić dwie techniki realizacji włókien wielomodowych:  rdzeń wykonany z czystej krzemionki SiO2, natomiast płaszcz wykonany jest ze szkła typu SiO2-B2O3 i SiO2-F2, które stanowi materiał o współczynniku załamania mniejszym prawie o 1% [10,12]. Rozwiązanie to jest stosowane bardzo rzadko,  płaszcz wykonany jest z czystej krzemionki SiO2, natomiast rdzeń wykonany jest z kr[...]

"Current - polarization-dependent loss" optical fibre sensor DOI:10.15199/48.2019.05.40

Czytaj za darmo! »

For the last several years, polarimetric sensors with optical fibre coil have been used for measuring current in power lines. An advantage of this solution is that the sensors can be installed directly on the phase conductors of the power lines without any interruptions to the current circuit. However, the polarimeter used for measuring the angle of rotation of the plane of polarization (polarisation angle) are expensive. A polarimetric current sensor with metrological properties as shown in [1,2,3,4] is based on the magnetooptic effect (Faraday effect). The external magnetic field generated by the electrical current flowing through the conductor changes the angle of rotation of the plane of polarization of light transmitted in optical fibre of the sensor coil (Fig. 1.). Fig. 1. Effects of the external magnetic field on the changes in polarization of light transmitted in optical fibres [5] Optical fibre is optically inactive, which means that if no external magnetic field is present, the polarization of light transmitted in optical fibre will not change. It becomes optically active when the external magnetic field is generated - the angle of rotation of the plane of polarization changes in accordance with the following Faraday equation [5,6,17,19,20]: (1)   V  L  B [rad] where: V - Verdet constant (proportionality factor)     T m rad , L - path on which light interacts with the magnetic field m , B - magnetic field induction T. The Verdet constant in (1) is an empirical value that represents the material as a proportionality factor between the magnetic constraint and the glass response. For a typical oxide glass - a diamagnetic, the Verdet constant has a positive value and is low [1,2,4,5,6,7,17,19,20]. It is also strongly correlated with wavelength and weakly correlated with temperature [1,2,4,5,6,[...]

Analiza dokładności pomiaru natężenia prądu za pomocą czujnika interferometrycznego

Czytaj za darmo! »

Korzystając z metody różniczki zupełnej określono wpływ liczby zwojów, precyzji określania stałej Verdeta oraz zmiany kąta polaryzacji światła za pomocą interferometru na dokładność pomiaru natężenia prądu za pomocą światłowodowego czujnika interferometrycznego. Abstract. Using the total differential method set the influence of number of coils, precision determination of the Verdeta constant and changing the angle of polarization of light through the interferometer for the accuracy current measurement using a fiber-optic interferometer sensor. (Analysis of the accuracy of measuring current through the interferometric sensor) Słowa kluczowe: czujnik interferometryczny, stała Verdeta, światłowód telekomunikacyjny, metoda różniczki zupełnej Keywords: interferometric sensor, Verdeta constant, telecommunication fiber, the total differential method Wstęp Interferometryczny czujnik natężenia prądu elektrycznego, którego budowę i własności wynikające z zastosowanego włókna światłowodowego przedstawiono w [1] określa natężenie prądu płynącego w przewodzie linii elektroenergetycznej w oparciu o następujące parametry: kąt skręcenia płaszczyzny polaryzacji światła, długość fali pomiarowej, stałą Verdeta oraz liczbę zwojów tworzących cewkę światłowodową. Koniecznym staje się określenie dokładności metody pomiaru natężenia prądu za pomocą czujnika interferometrycznego. W tym celu do określenia błędu bezwzględnego pomiaru, a co za tym idzie do określenia przedziału tolerancji wyniku, zostanie użyta metoda różniczki zupełnej. Metoda ta jest powszechnie znana i pozwala oszacować błąd bezwzględny pomiaru wtedy, gdy znane są dokładności użytych przyrządów pomiarowych oraz dokładność określenia wielkości fizycznych wpływających na wynik - stała Verdeta. W metodzie tej nie trzeba dysponować szeregiem wyników pomiarów, aby określić przedział ufności, w którym mogą się one znajdować. Pomiar natężenia prądu za pomocą czujnika interferometrycznego Cz[...]

Analiza wpływu rozmieszczenia przewodów linii elektroenergetycznej wysokiego napięcia 110 kV na dokładność pomiaru natężenia prądu za pomocą czujnika interferometrycznego

Czytaj za darmo! »

Korzystając z symulacji komputerowej przeprowadzonej w środowisku EMRC NISA określono wpływ rozmieszczenia przewodów linii elektroenergetycznej wysokiego napięcia 110 kV na dokładność pomiaru natężenia prądu za pomocą czujnika interferometrycznego w dwóch stanach linii - normalnej pracy i zwarcia. Dodatkowo, w oparciu o wyniki symulacji , zweryfikowano poprawność modelu matematycznego czujnika interferometrycznego, w którym cewkę pomiarową wykonano ze światłowodu telekomunikacyjnego. Abstract. Using computer simulations carried out in an EMRC NISA software evaluate the impact of the deployment of high-voltage conductors line 110 kV for the accuracy of current measurements using interferometric sensor. Considered two states of line - rated and fault operation. In addition, based on the results of simulation verified the correctness of the mathematical model of the interferometric sensor, in which the measurement coil is made of telecommunication fiber. (Simulation analysis of the impact of the deployment of conductors of high-voltage line 110 kV on the accuracy measurement of current using interferometric sensor) Słowa kluczowe: czujnik interferometryczny, światłowód telekomunikacyjny, linia wysokiego napięcia, MES Keywords: interferometric sensor, telecommunication fiber, high-voltage line, FEM Wstęp W chwili obecnej, na rynku elektrycznym dotyczącym zabezpieczeń linii elektroenergetycznych oraz w metrologii elektrycznej, coraz częściej zaczynają się pojawiać czujniki interferometryczne. Ich budowę, własności wynikające z zastosowanego włókna światłowodowego oraz obszary zastosowań przedstawiono w pracach [1,2], natomiast w pracy[3] analizowano dokładność pomiaru za pomocą czujników tego typu. Wcześniej przeprowadzone symulacje dotyczyły linii jednoprzewodowej. Jednak podstawowym problemem staje się analiza działania rozpatrywanego czujnika interferometrycznego w sytuacji, gdy linia elektroenergetyczna będzie linią trójfazową. W ty[...]

 Strona 1  Następna strona »