استفاده از حسگر فیبر نوری برای تعیین خواص فیزیکی آب
عنوان دوره: نوزدهمین کنفرانس ژئوفیزیک ایران
نویسندگان
1گروه فوتونیک. دانشکده علوم پایه. دانشگاه جامع امام حسین (ع). تهران. ایران
2پژوهشگر پژوهشگاه دانش‌های بنیادی، مدرسه فیزیک، تهران
3کارشناسی ارشد فیزیک دریا موسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران
چکیده
این پژوهش به ساخت شوری‌سنج و دماسنج به کمک حسگر فیبر نوری می‌پردازد. برای نیل به این هدف از یک توری براگ فیبری در محیط آزمایشگاه و نیز آبی با دما و شوری‌های مختلف استفاده شده است. بطورکلی توری براگ، نوعی بازتابنده نوری است که در قسمت کوچکی از فیبر نوری ساخته می‌شود. مکانیسم این توری به صورتی است که با ایجاد یک تغییر متناوب در ضریب شکست هسته فیبر، طول‌موج خاصی از نور را بازتاب کرده و بقیه طول‌موج‌ها را عبور می‌دهد. با توجه به اینکه این حسگر به تغییرات محیطی بسیار حساس است، در این پژوهش سعی شده است تا از آن برای تعیین دما، شوری و در برخی آزمایش‌های محدود به تلاطم‌های سطح ستون شاره پرداخته شود. نتایج نشان می‌دهد که حساسیت طول‌موج این حسگرها به دمای آب برابرnm/⁰C 0.0104 و حساسیت آن نسبت به تغییرات شوری در یک لیتر از آب برابرpm/mg 0.0533 است. نتایج بدست آمده نشان می‌دهد که این حسگر با دقت بالایی خواص فیزیکی آب را اندازه‌گیری می‌کند. نتایج اولیه در ایجاد تلاطم نشان می‌دهد که این حسگرها به تغییرات تکانه هم حساس هستند اگرچه نیاز به بررسی بیشتری دارد.
کلیدواژه ها
 
Title
Using fiber sensor for measuring of physical properties of water
Authors
Mohsen Mansoursamaei, Abdollah Malakzadeh, Javad Babagoli Matikolaei
Abstract
This paper is investigated feasibility of using Bragg Grating sensor to determine salinity and temperature. To achieve this purpose, a fiber Bragg grating (FBG) was used in the laboratory environment as well as water with different temperatures and salinities. Generally, the FBG is a type of optical reflector made in core of optical fiber. The mechanism of this grating is that it reflects a certain wavelength of light by passing an alternating change in the refractive index of the fiber core and passes the rest of the wavelength. The results show that FBG sensors are very sensitive to temperature, salinity, pressure variations and are the suitable devices for measuring these environmental parameters. Based on these facts, we try to create a correlation between changes in temperature, salinity and shift of length waves. The outputs indicate that wavelength sensitivity are 0.0104 nm/⁰C and 0.0533 pm/mg temperature and salinity respectively. In addition to this, some limited cases are used to estimate sensitivity of this sensor to evaluate instability in water column.
Keywords
Optical Fiber Sensors, Bragg Grating, Temperature, Salinity, Water