МОДЕЛИРОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКОГО РЕФРАКТОМЕТРИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ 

Татьяна Ивановна Мурашкина, доктор технических наук, профессор, профессор кафедры приборостроения, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), E-mail: timurashkina@mail.ru
Владислав Александрович Бадеев, студент, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), E-mail: vladbadeev4464@gmail.com
Надежда Александровна Хасаншина, магистр, научный сотрудник, НТЦ «Нанотехнологии волоконно-оптических систем», Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), E-mail: nadin.gloria@mail.ru
Александр Валентинович Бадеев, кандидат технических наук, старший научный сотрудник, НТЦ «Нанотехнологии волоконно-оптических систем», Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), E-mail: badeyev@mail.ru
Евгений Андреевич Дудоров, аспирант, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), E-mail: evgenydudorovo@yandex.ru 

Актуальность и цели. Защита окружающей среды предполагает разработку и совершенствование теории проектирования, технологических процессов и процедур изготовления датчиков различных физических величин, среди которых значительное место занимают датчики качества жидкостных сред, в том числе волоконно-оптические датчики параметров жидкостных сред. Для экспресс-анализа состава веществ запатентованы рефрактометрический способ и волоконно-оптическое устройство для его реализации. Объектом исследования являются рефрактометрические волоконно-оптические измерительные преобразователи, основные элементы волоконно-оптических датчиков для систем охраны окружающей среды. Предметом исследования являются физико-технические и геометрические параметры рефрактометрических волоконно-оптических измерительных преобразователей (ВОРИП). Целью работы является повышение чувствительности преобразования ВОРИП волоконно-оптических датчиков качества жидкостных сред, используемых в системах защиты окружающей среды. Материалы и методы. Для достижения поставленной цели выполняется математическое моделирование для определения физико-технических и конструктивно-технологических параметров микро-оптической системы ВОРИП. Результаты. Приведены результаты моделирования оптических и геометрических параметров чувствительного элемента ВОРИП, представляющего собой прозрачную трубку малого диаметра, сопоставимого с диаметром оптического волокна, применяемого в конструкции датчика. Определены внутренний и внешний диаметры трубки, коэффициент преломления материала трубки, исходя из предполагаемого коэффициента преломления исследуемого вещества. Выводы. Определенные физико-технические и геометрические параметры позволяют повысить чувствительность преобразования ВОРИП. Рассчитанные параметры будут использованы при конструировании волоконно-оптических рефрактометрических датчиков систем охраны окружающей среды. 

Ключевые слова

волоконно-оптический преобразователь, рефрактометрический способ, диаметр, коэффициент преломления, цилиндрическая трубка, исследуемое вещество 

 Скачать статью в формате PDF

Для цитирования:

Мурашкина Т. И., Бадеев В. А., Хасаншина Н. А., Бадеев А. В., Дудоров Е. А. Моделирование параметров волоконно-оптического рефрактометрического преобразователя // Измерение. Мониторинг. Управление. Контроль. 2024. № 1. С. 22–31. doi: 10.21685/2307-5538-2024-1-3