Návrh a simulace kvazi-distribuovaného senzoru teploty založeného na Braggovských mřížkách využívajícího časový multiplex v prostředí OptiSystem

Jan Škráček

Diplomová práce

Design and Simulation of Quasi-Distributed Temperature Sensor Based on Bragg’s Gratings Using Time-Division Multiplexing in OptiSystem Environment

Anotace:

Práce se zabývá návrhem a simulací kvazi-distribuovaného senzoru teploty v programu Optisystem. První kapitola je věnována vysvětlení pojmu optický senzor, jeho dělení do skupin dle typu použití. Dále výrobou optického senzoru. V druhé kapitole jsou podrobně popsány Braggovské mřížky, jejich parametry, způsob použití a výrobní technologie. Další kapitola popisuje vyšetřovací techniky pro převod posunu vlnové délky vlivem změny teploty nebo deformace na jinou snadněji měřitelnou veličinu, jako je amplituda, fáze nebo frekvence. Poslední teoretická kapitola je věnována multiplexním metodám pro možnost řazení více Braggovských senzorů za sebou na jednom vlákně. Pátá kapitola ukazuje, jakým způsobem byl navrhnut senzor teploty v programu Optisystem, jaký má měřící rozsah, přesnost a citlivost. Šestá kapitola řeší, jak na jednom vlákně pomocí časového multiplexu aplikovat desítky senzorů a měřit tak teplotu ve více bodech na trase, kde je optické vlákno aplikováno.

Abstract:

Thesis describes the design and simulation of quasi-distributed temperature sensor in the program OptiSystem. The first chapter explains the concept of an optical sensor, its division into groups by type of use. Furthermore, the production of optical sensor. In the second chapter describes Bragg grating, parameters, method of use and production technology. The next section describes interrogation techniques for converting wavelength shift due to temperature change or strain to another more easily measurable variable, such as amplitude, phase or frequency. The last theoretical chapter is devoted to multiplexed methods for the possibility of more inosculation behind Bragg sensors in a row on one fiber. The fifth chapter shows how the temperature sensor was designed in OptiSystem program, which has a measuring range, accuracy and sensitivity. The sixth section a solution how one fiber applied using time multiplex dozens of sensors and thus measure the temperature at multiple points along the route, where the optical fiber is applied.

Klíčová slova

Braggovská mřížka, senzor teploty, časový multiplex, optický vláknový senzor, kvazi-distribuovaný senzor teploty, Optisystem

Keywords

Bragg grating, temperature sensor, time divison multiplex, optical fiber sensor, quasi-distributed temperature sensor, OptiSystem

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 7. 5. 2015

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 1. 6. 2015
• Vedoucí: Jan Skapa
• Oponent: Marcel Fajkus

VŠB - Technická univerzita Ostrava

Fakulta elektrotechniky a informatiky

Magisterský studijní program / obor:
Informační a komunikační technologie / Telekomunikační technika