влияние люминесцентного покрытия на чувствительность

ВЛИЯНИЕ ЛЮМИНЕСЦЕНТНОГО ПОКРЫТИЯ НА
ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКОГО ДАТЧИКА
ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ИСКРЫ
А.С. Агафонова1, А.И.Сидоров2
Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ»,
Санкт-Петербург, ул. проф. Попова, 5.
2
Санкт-Петербургский государственный университет информационных технологий,
механики и оптики, Санкт-Петербург, Кронверкский пр. 49.
e-mail: [email protected]
1
Экспериментально показано, что нанесение на оптическое волокно
полимерного покрытия, содержащего органический люминесцентный краситель,
позволяет повысить чувствительность волоконного датчика электрической искры в
50 раз. Повышение чувствительности связано с эффективным преобразованием
излучения люминесцентной молекулы-диполя в волноводную моду.
Своевременная регистрация электрического искрения и возникновения
электрической дуги является необходимым условием обеспечения безопасной
эксплуатации энергетических установок, нефте- и газопроводов и предприятий
химической промышленности. Достоинством волоконно-оптических датчиков,
применяемых для этих целей, является их низкая чувствительность к
электромагнитным помехам. В то же время, данный тип датчиков обладает
относительно низкой чувствительностью к коротковолновой области свечения
электрической искры.
В работе экспериментально показано, что применение люминесцентного
покрытия на основе органического красителя на оптическом волокне позволяет
эффективно преобразовывать УФ излучение и излучение коротковолновой части
видимой области спектра в волноводную моду спектрального интервала 0.6-1 мкм.
Это позволяет уменьшить потери сигнала, распространяющегося по волокну и
переместить спектр регистрируемого сигнала в область максимальной
чувствительности кремниевого фотоприемника. Эффективность преобразования
излучения молекул красителя в волноводную моду определяется эффективным
захватом волноводом излучения близкорасположенного диполя и формированием
при этом волноводной моды. Чувствительность волоконного датчика с покрытием
на основе красителя в 50 раз превышает чувствительность аналогичного датчика без
покрытия. Применение дополнительной цилиндрической линзы позволяет
увеличить чувствительность датчика в 300 раз за счет фокусировки излучения
искры на оптическом волокне. При этом возрастает пространственная
селективность датчика, что позволяет регистрировать искрение только из
определенной области пространства.
214