Бас редактор Байжуманов М. К
жүктеу/скачать 9,41 Mb. Pdf көрінісі
|
pub2 167
| результатов практических исследований можно определить амплитудные значения входного и
выходного сигналов, прошедших через решетку. Ключевые слова: температура, решетка Брэгга, зависимость, показатель преломления. Основной целью разрабатываемой модели решетки Брэгга является установка связи между сенсором разработчиками решетки Брэгга и пользователями сенсора. Поэтому для построения модели необходимо определить основные параметры между разработчиками сенсора [4]: – эффективный показатель преломления; – период решетки; – длина решетки; – аподизационный коэффициент; – другие входные параметры. Кроме того, при разработке модели пользователю необходимы значения температурного диапазона (рис. 1). Рисунок 1 – Создание контакта лямбды и температуры в модели сенсора решетки Брэгга Для разработки основной математической концептуальной модели сенсора решетки Брэгга в формуле (1) научных работ рекомендуется следующее дифференциальное уравнение с целью непосредственного определения закономерности изменения относительно температуры двух параметров в зависимости от длины волны: (1) Основной целью работы является определение закономерности изменения двух членов в правой части этого уравнения: (2) (3) Чтобы определить вышеназванные закономерности, необходимо учитывать закономерности взаимодействия между лучами, введенными в решетку, и лучами, отраженными обратно. Повторив во второй раз и используя метод наименьших квадратов, определим значения A и B. В результате появляется возможность выявить зависимости, которые являются основными целями научной работы (рис. 2). R (-L/2), луча, выходящего из решетки – R (+ L/2), луч, возвратившегося из отражения после решетки – S (+L/2) и стокс луча, отраженный непосредственно от самой решетки – S (-L/2) Рисунок 2 – Взаимодействие луча, входящего в решетку В результате этого взаимодействия можно получить метод связанных мод, в которых рассматриваются изменения дифференциального уравнения по оси z вдоль решетки входящих лучей R(z) и отраженных лучей S(z): (4) (5) ISSN 1607-2774 Вестник Государственного университета имени Шакарима города Семей № 4(92) 2020 41 Для того чтобы решить дифференциальное уравнение, то есть для разработки модели сенсора решетки Брэгга с целью определения максимальных значений длины волны входящего и отраженных лучей были использованы несколько методов. Если для решения уравнения [2] использовался методы Рунге-Кутты, то в статье [1] были применены матричные методы. Используя вышеуказанные коэффициенты, можно определить элементы матрицы. Основываясь на результатах, полученных в результате практических работ, а также используя матричный метод, используя значения входных и выходных параметров сенсора решетки Брэгга из результатов практических исследований можно определить конкретными устройствами амплитудные значения входного и выходного сигналов, прошедших через решетку (рис.3). Рисунок 3 – Модель решетки Брэгга В результате стабилизации некоторых входных параметров, определения значений длины волны, которая соответствует фактической температуре, была создана модель решетки Брэгга. В ряд постоянных параметров включив: – значения эффективного показателя преломления, – значения периода решетки, значения изменения каждой температуры в эксперименте с помощью обратных расчетов получен график зависимости этих двух параметров от температуры (рис. 4). Рисунок 4 – Зависимость между эффективным показателем преломления и температурой Установлено, что связь между периодом решетки и температурой увеличивается обратно экспоненциально (рис. 4). Следовательно, предварительно определив значения входных параметров сенсора в модели созданного сенсора решетки Брага, можно использовать его в качестве связующего звена между разработчиком и пользователем. Синие точки на рисунке показывают значения, полученные в результате экспериментальных работ, а красные точки являются решениями системы дифференциальных уравнений, полученных из модели, которая находится поблизости с узкой синей линией – аппроксимацией [2-3]. При разработке модели из двух параметров сенсора упростили расчет других параметров, например, изменение коэффициентов аподизации уравнивания к нулю. Можно отметить, что если в перспективе необходимо будет внести в модель изменение других необходимых параметров, то имеется возможность полностью ввести в разработанный модель. Литература 1. Wojcic W., Kalizhanova А., Kashaganova G., Smailov N. Elongation determination using finite element and boundary element method // Совместный выпуск по материалам международной научной конференции Вычислительные технологии // Вестник КазНУ им. Аль-фараби Серия математика, механика и информатика. – Алматы, 2015. – Т. 20, №3 (86), ч. 2. – С. 145-151. ISSN 1607-2774 Семей қаласының Шәкәрім атындағы мемлекеттік университетінің хабаршысы № 4(92)2020 42 2. Ibrayev A.T., Zhunussov K., Smailov N., Tleumuratova K.Т. Study of temperature sensors based on bragg grating Journal (Budapest, Hungary) The journal is registered and published in Hungary // The journal publishes scientific studies, reports and reports about achievements in different scientific fields. – 2017. – № 4. – P. 62-67. 3.Wojcic W., Жунусов К.Х., Смайлов Н.К. Исследование спектральной харектеристики оптоволоконных датчиков температуры // Вестник КазНИТУ Технические науки. – Алматы, 2016. – №1(113). – С. 293- 297. 4. Варжель С.В. Волоконные брэгговские решетки. – СПб: Университет ИТМО, 2015. – С. 18-21. БРЭГГ ТОРЫ СЕНСОРЫНЫҢ МОДЕЛІН ЖАСАУ И.Б. Шедреева, Г.Ж. Карнакова жүктеу/скачать 9,41 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|