ГОСТ Р 59088-2020 Оптика и фотоника. Датчики волоконно-оптические. Классификация

     2 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

2.1 волоконно-оптический датчик; ВОД: Небольшое по размерам устройство, в котором оптическое волокно использовано одновременно в качестве линии передачи данных и чувствительного элемента, способного детектировать изменения различных физических величин.

Примечание - В качестве чувствительного элемента может выступать само оптическое волокно или оптический (содержащий оптическую часть) элемент в его составе, в общем случае состоящий из подводящих волоконно-оптических кабелей и преобразователя сигналов. Конфигурации ВОД приведены в приложении А на рисунках А.1-А.3.

2.2 оптическое волокно; ОВ: Оптический волновод волоконно-оптической системы передачи, выполненный в виде нити из диэлектрических материалов с покрытием.

2.3 внешний волоконно-оптический датчик: Волоконно-оптический датчик, в котором чувствительным элементом является само оптическое излучение, находящееся вне оптического волокна, по которому оно доставлено к месту измерений.

2.4 встроенный волоконно-оптический датчик: Волоконно-оптический датчик, чувствительный элемент которого состоит из одного или нескольких оптических волокон, в которых одна или несколько характеристик, таких как интенсивность, фаза, поляризация, спектр, длина волны или время распространения оптического излучения, зависят от измеряемой величины.

Примечание - Существует множество встроенных ВОД, в которых чувствительным элементом является оболочка ОВ (например, химические ВОД) или взаимное расположение оболочки и сердцевины ОВ (например, ВОД изгиба). Такие датчики могут быть определены как встроенные ВОД непрямого действия. Встроенные ВОД прямого действия основаны на непосредственном воздействии на характеристики сердцевины ОВ (например, ВОД на основе рассеяния Мандельштама - Бриллюэна, Рамана, Рэлея).

2.5 интегрирующий волоконно-оптический датчик: Волоконно-оптический датчик, обеспечивающий результат измерений величины в пространстве с помощью непрерывного чувствительного элемента определенной длины, площади или объема.

Примечание - Измеряемая величина не является пространственно разрешенной, а интегрируется или суммируется по длине чувствительного элемента.

2.6 интеррогатор (волоконно-оптический контроллер, анализатор сигналов волоконно-оптического датчика): Устройство опроса волоконно-оптического датчика (вторичный преобразователь в измерительной системе на основе волоконно-оптического датчика), совмещающее в себе часть оптического интерфейса и сигнальный интерфейс.

2.7 распределенный волоконно-оптический датчик: Волоконно-оптический датчик, обеспечивающий пространственно разрешенные измерения величины в протяженном объекте с помощью непрерывного чувствительного элемента по всей его длине (площади, объему).

2.8 точечный волоконно-оптический датчик: Волоконно-оптический датчик, состоящий из одного дискретного чувствительного элемента, который генерирует сигнал, связанный со значением измеряемой величины.

2.9 квазираспределенный волоконно-оптический датчик: Волоконно-оптический датчик, состоящий из нескольких точечных волоконно-оптических датчиков, обеспечивающий пространственно разрешенные измерения величины в протяженном объекте в некоторой совокупности точек.

2.10 оптический приемник: Устройство, регистрирующее излучение, подверженное воздействию измеряемой величины, и преобразующее его по заранее заданному закону в другую величину, как правило, электрическую.

Примечание - Оптический приемник может быть оснащен одним или несколькими фотодетекторами, формирователями сигналов и интерфейсами связи.

2.11 оптический источник: Устройство, обеспечивающее подачу оптической энергии, необходимой для регистрации/индикации взаимодействия с измеряемой величиной.

Примечание - Оптический источник оснащен как минимум одним источником излучения и может содержать систему формирования сигнала. Если оптическая энергия воспроизводится физическим явлением, то оптический источник не требуется.

2.12 пространственное разрешение: Мера, характеризующая способность распределенного волоконно-оптического датчика различать пространственные признаки измеряемой величины.

Примечание - Разрешение измеряемой величины (например, температуры или деформации), пространственное разрешение, диапазон расстояний и время измерения взаимосвязаны. Дополнительное влияние на указанные характеристики оказывает обработка сигнала.

2.13 оптический или имеющий оптическую часть чувствительный элемент: Устройство, воспринимающее воздействие физической величины и преобразующее ее в изменение оптической величины по определенному закону.

2.14 длина базы: Длина, отмеченная на прямолинейной части измеряемого объекта, относительно которой измеряют удлинение.

Примечания

1 Данный показатель используют при механических испытаниях материалов.

2 Если ВОД закреплен в двух фиксированных точках на расстоянии L друг от друга, то длина базы равна L. Если ВОД длиной l непрерывно закреплен в или на измеряемом объекте длиной L, то фактическая длина базы зависит от способа крепления к измеряемому объекту и от механических параметров самого ВОД и окружающей среды; как правило, длина базы больше l, но короче L.

3 С целью достижения определенной длины базы рекомендуется учитывать способ, с помощью которого ВОД будет закреплен/прикреплен/встроен. В случае непрерывно закрепленного ВОД его фиксированная длина должна превышать определенную длину базы на несколько десятков диаметров ОВ для того, чтобы избежать проблем по краям ВОД, связанных с эффектом сдвигового запаздывания. В конкретном случае разрушения или трещины в пределах длины базы образца окончательную длину базы рассчитывают исходя из длины базы при разрушении путем вычитания из последней упругой части удлинения.

2.15 оптический интерфейс: Условное место в структурной схеме волоконно-оптического датчика, в котором оптическим путем определяется влияние измеряемой величины на чувствительный элемент.

Примечание - На выходе оптического интерфейса формируется первичный оптический сигнал для последующей обработки пользователем. Типичными характеристиками таких сигналов могут быть длина волны, состояние поляризации, оптическая мощность и т.д. К более детальным техническим требованиям относят тип волоконно-оптического разъема, тип ОВ и т.д.

2.16 сигнальный интерфейс: Условное место в схеме волоконно-оптического датчика, в котором эффект измеряемой величины присутствует в форме, непосредственно используемой для целей контроля или измерений.