bsuirДоклады БГУИРDoklady BGUIR1729-76482708-0382БГУИР10.35596/1729-7648-2023-21-6-14-20bsuir-3786Research ArticleЭЛЕКТРОНИКА, РАДИОФИЗИКА, РАДИОТЕХНИКА, ИНФОРМАТИКАELECTRONICS, RADIOPHYSICS, RADIOENGINEERING, INFORMATICSВолоконно-оптический датчик идентификации жидкостей и определения концентрации растворовFiber-Optic Sensor for Identifying Liquids and Determining Solutions ConcentrationЗеневичА. О.ZenevichA. O.

д-р техн. наук, проф., ректор

г. Минск

Andrei O. Zenevich, Dr. of Sci. (Tech.), Professor, Rector

Minsk

КоваленкоТ. Г.KovalenkoT. G.

асп.

г. Минск

Tatiana G. Kovalenko, Postgraduate

Minsk

НовиковЕ. В.NovikovE. V.

канд. техн. наук, доц., дир. Института современных технологий связи

г. Минск

Evgeniy V. Novikov, Cand. of Sci., Associate Professor, Director of the Institute of Modern Communication Technologies

Minsk

ЖдановичС. В.ZhdanovichS. V.

Жданович Сергей Вячеславович, канд. техн. наук, доц., зав. отраслевой лабораторией перспективных информационно-коммуникационных технологий

220076, г. Минск, ул. Франциска Скорины, 8/2

Тел.: +375 29 351-23-45

Zhdanovich Siarhei Viacheslavovich, Cand. of Sci., Associate Professor, Head of the Industry Laboratory of Perspective Information and Communication Technologies

220076, Minsk, Francisk Skorina St., 8/2

Tel.: +375 29 351-23-45

zsvzsv@tut.byБелорусская государственная академия связиBelarusian State Academy of Communications2023040120242161420Copyright © Зеневич А.О., Коваленко Т.Г., Новиков Е.В., Жданович С.В., 20242024Зеневич А.О., Коваленко Т.Г., Новиков Е.В., Жданович С.В.Zenevich A.O., Kovalenko T.G., Novikov E.V., Zhdanovich S.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://doklady.bsuir.by/jour/article/view/3786

Исследована возможность использования различных типов одномодовых оптических волокон, массово выпускаемых промышленностью и широко применяемых в оптических кабелях и телекоммуникациях, для создания волоконно-оптических датчиков идентификации жидкостей и определения концентрации растворов. Для идентификации жидкостей, имеющих разные показатели преломления, и определения концентрации растворенных в воде веществ в качестве информационного параметра можно использовать величину пика рефлектограмм оптического волокна, находящегося на границе раздела сердцевины оптического волокна и окружающей среды. Значение информационного параметра зависит от показателя преломления жидкости, в которой находится торец оптического волокна. Параметры волоконно-оптических датчиков идентификации жидкос тей и определения концентрации растворов исследованы методом оптической рефлектометрии в разных диапазонах длин волн оптического излучения при длительности зондирующих импульсов рефлектометра от 25 до 300 нс. Установлено, что волоконно-оптический датчик может работать на любой длине волны оптического излучения, соответствующей окнам прозрачности спектра оптических потерь волокна. Исследовано влияние длины оптического волокна между регистрирующим устройством и местом определения концентрации раствора жидкости с помощью волоконно-оптического датчика.

Fiber-optic sensors for identifying liquids and determining the concentration of solutions have been studied with the possibility of using various types of single-mode optical fibers produced by industry and widely used in optical cables and telecommunications to create sensors for identifying liquids and determining the concentration of solutions. To identify liquids with different refractive indices and determine the concentration of substances dissolved in water, the peak value of the reflectograms of the optical fiber located at the interface between the optical fiber core and the environment can be used as an information parameter. The value of the information parameter depends on the refractive index of the liquid in which one end of the optical fiber is located. The parameters of fiber-optic sensors for identifying liquids and determining the concentration of solutions were studied by optical reflectometry in different wavelength ranges of optical radiation with a duration of reflectometer probe pulses from 25 to 300 ns. It has been established that the fiber-optic sensor can operate at any wavelength of optical radiation corresponding to the transparency windows of the optical loss spectrum of the optical fiber. The influence of the length of the optical fiber between the recording device and the place where the concentration of a liquid solution is determined using a fiber-optic sensor was studied. The possibility of creating a fiber-optic sensor for determining the concentration of the liquid solutions based on optical fibers has been demonstrated.

оптическое волокнодатчиккоэффициент отраженияпоказатель преломлениярефлектометрконцентрация раствораoptical fibersensorreflection coefficientrefractive indexreflectometersolution concentrationReferencesВолоконно-оптические датчики. Вводный курс для инженеров и научных работников / Под ред. Э. Удда. М.: Техносфера, 2008. 520 с.Udd E. (ed.) (2008) Fiber-Optic Sensors. Introductory Course for Engineers and Scientists. Moscow, Technosphere Publ. 520 (in Russian).Волоконно-оптические датчики / Т. Окоси [и др.], пер. с япон. Л.: Энергоатомиздат, Ленингр. отд-е, 1991. 256 с.Okosi T., Okamoto K., Otsu M., Nishihara H., Kyuma K., Hatate K. (1991) Fiber-Optic Sensors, Transl. Leningrad, Energoatomizdat, Leningrad Branch Publ. 256 (in Russian).Вялышев, А. И. Волоконно-оптические датчики для контроля параметров состояния объектов и окружающей среды в задачах мониторинга / А. И. Вялышев [и др.] // Природообустройство. 2014. № 3. С. 32–37.Vyalyshev A. I., Dobrov V. M., Dolgov A. A., Butov O. V., Pleshkov A. Yu. (2014) Fiber-Optic Sensors for Monitoring the Parameters of the State of Objects and the Environment in Monitoring Tasks. Environmental Management. (3), 32–37 (in Russian).Оптическое волокно как основа для создания датчиков идентификации жидкостей и определения концентрации растворов / А. О. Зеневич [и др.] // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. 2022. Т. 65, № 12. С. 895–901. DOI: 10.17586/0021-3454-2022-65-12-895-901.Zenevich A. O., Mansurov T. M., Kovalenko T. G., Novikov E. V., Zhdanovich S. V., Matkovskaia T. A. (2022) Оptical Fiber as a Basis for Creating Sensors for Identifying Liquids and Determining the Concentration of Solutions. Journal of Instrument Engineering. 65 (12), 895–901. DOI: 10.17586/0021-3454-2022-65-12-895-901 (in Russian).Шредер, Г. Техническая оптика / Г. Шредер, Х. Трайбер; пер. с нем. М.: Техносфера, 2002. 424 с.Schroder G., Treiber H. (2002) Technische Optik. Moscow, Technosphere Publ. 424 (in Russian).Ахманов, С. А. Оптика фемтосекундных лазерных импульсов / С. А. Ахманов, В. А. Выслоух, А. С. Чиркин. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1988. 312 с.Akhmanov S. A., Vysloukh V. A., Chirkin A. S. (1988) Optics of Femtosecond Laser Pulses. Moscow, Science. Main Editorial Office of Physical and Mathematical Literature Publ. 312 (in Russian).Оптика и связь. Оптическая передача и обработка информации / А. Козанне [и др.]; пер. с фр. М.: Мир, 1984. 504 с.Cozannet А., Fleuret J., Maitre H., Rousseau M. (1984) Optics and Communications. Optical Transmission and Information Processing. Moscow, Mir Publ. 504 (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.