Inžineriniai iššūkiai optinė sensorika srityje
Optine technologija pagrįsti jutikliai revoliucionizuoja infrastruktūros stebėjimą, pramoninę ir biomedicininę diagnostiką. Bragg gardelės (FBG) matuoja temperatūrą ir deformacijas tiltuose, elektrinėse ir lėktuvuose. DTS (Distributed Temperature Sensing) sistemos vienu pluoštu stebi kilometrus vamzdynų. SPR (Surface Plasmon Resonance) biojutikliai aptinka baltymus ir virusus femtomolinėmis koncentracijomis. LiDAR sistemos žemėlapiuoja aplinką centimetro tikslumu.
Kiekviena iš šių sistemų reikalauja tikslaus optinio komponento — gardelės, pluošto, plazmoninio jutiklio ar priėmimo sistemos — projektavimo bei jos reakcijos patikrinimo prieš diegimą. Klaida projektuojant FBG gardelę pasireiškia temperatūros matavimo klaida stebimame objekte; klaida DTS pluošto dispersijos modelyje sukelia klaidingus pavojaus signalus.
Kaip mūsų programinė įranga palaiko projektavimą?
| Produktas | Vaidmuo šioje srityje |
|---|---|
 | FBG, LPG ir čirpuotų gardelių projektavimas ir optimizavimas — temperatūros ir deformacijos jutikliai |
 | Jutimo pluoštų parametrų analizė — dispersija, silpimas, dvejopas lūžis |
 | Pilnų jutimo sistemų simuliacija — DTS, OTDR, WDM multipleksuoti FBG tinklai |
 | Plazmoninių biojutiklių modeliavimas — SPR ir LSPR struktūros nanostruktūrose |
Taikymo pavyzdys: multipleksuotas FBG tinklas tilto stebėjimui
Projektavimo prielaidos
Sukurta optinio pluošto tilto techninės būklės stebėjimo sistema, naudojanti 48 FBG (Fiber Bragg Grating) jutiklius, sujungtus WDM architektūroje. Tinklo užduotis — nuolatinis konstrukcijos deformacijų ir temperatūros pokyčių matavimas svarbiausiuose objekto taškuose.
FBG gardelių ir multipleksavimo projektavimas
Suprojektuotos apodizuotos Bragg gardelės, veikiančios C juostoje, užtikrinančios tinkamą kanalų atstumą ir šoninių spektro skilčių ribojimą. Gardelių parametrų pasirinkimas leido pasiekti reikiamą apie 0,2 nm atspindžio juostos plotį ir stabilų kelių jutiklių veikimą vienoje pluošto linijoje.
Optinio interogatoriaus testavimas
Nuskaitymo sistema (interogatorius) patikrinta esant kintamai temperatūrai, sistemą veikiant apie ±80°C pokyčiams. Analizuotas Bragg bangos ilgio poslinkio matavimo stabilumas ir gebėjimas kompensuoti temperatūros poveikį jutiklių rodmenims.
Matavimo tikslumo analizė
Atliktos simuliacijos ir testai leido įvertinti signalų pasiskirstymą visame tinkle, pluošto silpimo poveikį ir galimybę vienu metu nuskaityti visus kanalus. Patikrinta, kad suprojektuota architektūra atitinka matavimo skiriamosios gebos reikalavimus, siekiančius apie 1°C temperatūros stebėjimui.
Patikrintas projektas
Sistemos modelis leido optimizuoti jutiklių skaičių, FBG gardelių parametrus ir pluošto trasos konfigūraciją dar prieš diegimą tikrame objekte. Tai leido sumažinti kanalų interferencijos, signalo silpimo ir visos stebėjimo tinklo patikimumo problemų riziką.
Dažniausiai užduodami klausimai
Optinė sensorika
Ar OptiGrating palaiko FBG jutiklio reakcijos į vienalaikius temperatūros ir deformacijos pokyčius simuliaciją?
Taip. OptiGrating modeliuoja FBG jautrumo matricą abiem efektams ir leidžia analizuoti temperatūros atskyrimo nuo deformacijos problemą, naudojant skirtingo bangos ilgio gardeles ar specialias dviejų gardelių konfigūracijas.
Ar galima simuliuoti kelių WDM multipleksuotų FBG gardelių tinklą OptiSystem?
Taip. OptiSystem apima paruoštus FBG jutiklio blokus su spektrinės reakcijos modeliu, kuriuos galima jungti į WDM ar TDM multipleksuotus tinklus ir simuliuoti pilną interogatoriaus sistemą.
Ar OptiFDTD tinka SERS biojutiklių modeliavimui?
Taip. OptiFDTD palaiko metalinių nanostruktūrų (Au, Ag) FDTD simuliacijas ir skaičiuoja artimojo elektrinio lauko sustiprinimą — būtiną SERS substratų ir optinių antenų biosensorikai projektavimui.
Turite specifinį iššūkį šioje srityje?
Mūsų inžinierius atsakys per 1 darbo dieną ir patars dėl įrankių bei licencijavimo galimybių.
Siųsti klausimą inžinieriuiIeškote OptiSystem programinės įrangos?
Gaukite 14-30 dienų bandomąją versiją, kad išbandytumėte OptiSystem su pilna technine pagalba jūsų dabartiniame projekte.
Gauti OptiSystem bandomąją versiją