F BER OPT K SENSÖRLER VE OPT K J ROSKOP ÖZET

More documents

Recommendations

Info

2.2 Fiber Optik Sensörlerin Dezavantajları Çalışmasının çevresel parametrelere bağımlı olması fiber optik sensörün en önemli dezavantajlarından biridir. Duyarlı eleman üzerinden geçen ışığın genlik, frekans, faz ve polarizasyonu gibi fiziksel özellikleri sensörün duyarlı kısmını saran çevredeki değişikliklerden etkilenebilir. 2.3 Fiber Optik Sensör Tipleri Fiber optik sensörler yapılarına göre intrinsic ve extrinsic sensörler şeklinde iki ayrı gruba ayrılırlar; Intrinsic sensörler; Fiberin kendisi algılayıcı olarak davranır ve yayılan ışık asla fiberi terk etmez. Extrinsic sensörler; Eğer fiber sadece ışığın iletilmesinde ve sistemle bağlantısında rol alıyorsa yani duyarlı eleman fiberin tümleşik bir parçası değilse bu şekilde adlandırılır. Şekil 2. (a)Intrinsic sensör, (b)Extrinsic sensör. Extrinsic sensörler sıcaklık, basınç, sıvı seviyesi ve akış kontrol işlemleri için kullanılan lineer ve açısal pozisyon sensörlerini kapsarlar. Intrinsic sensörler rotasyon, ivme, strain, basınç ve titreşim gibi büyüklüklerin ölçümlerinde kullanılırlar. Intrinsic sensörler Extrinsic sensörlere göre daha hassastırlar. Extrinsic sensörlerin ise kullanımları daha kolaydır ve daha kolay çoğullama işlemi gerçekleştirilir. Farklı frekanslarda çalışan birçok intrinsic veya extrinsic sensör, Şekil 3.a,b ve Şekil 4.a’da resmedildiği gibi seri veya paralel kombinasyonlar halinde bağlanabilir. Tek bir fiber genişbandlı bir ışığı yollamada ve seriyayılmış fiber optik sensörde dalgaboyu-bölmeli çoğullamayı yapmada kullanılır. Bu düzeni kullanarak birçok parametreyi eşzamanlı olarak algılayabiliriz. Geniş band Işık Kaynağı Sensör Algılayıcı (a) intrinsic sensörlerin seri dağıtımı Geniş band Işık Kaynağı Sensör Algılayıcı (b) extrinsic sensörlerin seri dağıtımı Şekil 3.Sensörlerin seri dağıtımı Birçok fiberle bağlantılı fiber optik sensörler, Aşağıda (Şekil-4b) gösterildiği gibi uzaktan basıncı, sıcaklığı, nemi, v.b. büyüklükleri görüntülemek için geniş bir alana dağıtılabilir. Şekil 4.(a) Sensörlerin paralel dağılımı, (b) Geniş bir alana yerleştirilmiş yayılmış fiberoptik sensörler ve uzaktan bağlanmış bir ışık kaynağı ve bir algılayıcı.
Şekil 5. Extrinsic ve Intrinsic Sensörlerle Algılanan Parametreler 3. FİBER OPTİK JİROSKOP (FOG) Dönmeyi algılayan sensörlere jiroskop denir. Fiber optik jiroskop Sagnac etkisinin temel alır. Kangal, kangal düzlemine dik bir eksen etrafında döndüğünde, fiber kangalı etrafında zıt yönlerde hareket eden iki ışık demeti arasında meydana gelen faz kayması Sagnac etkisi olarak bilinir. FOG açısal dönmeyi ölçmek için mükemmel bir cihaz olmasına rağmen, çeşitli etkilerden dolayı hatalar vermektedir. FOG' da en önemli hata kaynağı, FOG' u oluşturan materyallerin ısısal bağımlılık göstermesidir. Bu yüzden, FOG’larda ısıdan kaynaklanan hatalı ölçme oranının belirlenip, FOG çıktısının modifiye edilmesi gerekmektedir. Beklenen faz kaymasını hesaplamak için R yarıçaplı fiberin etrafında tek bir dairesel sarıma sahip olduğumuzu varsayalım. Aynı zamanda her iki demetin etkin olarak bir vakumda hareket etmek zorunda olduklarını varsayalım. Eğer hiçbir dönme yoksa, bu durumda her iki demet başlangıç noktalarına t=2R/c olmak üzere bir t zamanında döneceklerdir. Bununla beraber, halka saat ibreleri yönünde Ω rad s -1 hızı ile dönüyorsa bu durumda saat ibreleri tersi yönündeki demet, başlangıç noktasında etkin demet hızı c+R.Ω ve alınan t ' zamanı; t' = ( 2π R) /( c + RΩ) (3.1) olacağında erken varacaktır. Benzer tartışma saat ibresi yönündeki demet için t '' geçiş zamanını verecektir; t'' = ( 2π R) /( c − RΩ) (3.2) Birçok fiber optik Sagnac girişimölçeri N, sayıda halkanın dairesel formda bir araya getirilmesi ile oluşur. Bu durumda faz farkı için aşağıdaki formül elde edilir; 4LR 8πAN ∆δ = Ω = Ω λc λc (3.3) Burada L, kangalın uzunluğu olup(L=2πRN), A ise kangalın alanıdır(A=πR 2 ). Şekil 6. Fiber optik jiroskop Şekil 6’da fiber optik jiroskopa ait fiber kangalı, Şekil 7’de ise Sagnac efektine ait açıklayıcı bilgi ve şekiller bulunmaktadır. Şekil 7. Sagnac efekti
Page 1: FİBER OPTİK SENSÖRLER VE OPTİK

F BER OPT K SENSÖRLER VE OPT K J ROSKOP ÖZET

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?