Łukasz Surażyński 119139

Rafał Sybilski 119149

Łukasz Skalski 119122

19.10.2010, wtorek, grupa E2

Laboratorium techniki światłowodowej

Ćwiczenie IV. Dwustanowy optyczny sensor temperatury

Wprowadzenie:

Naszym zadaniem było pomierzenie charakterystyk wyjściowej mocy sensora refleksyjnego. Dokonaliśmy trzech pomiarów, zależnych od temperatury oraz w trzecim przypadku zależnego od przesunięcia zwierciadła w stosunku do położenia , przy którym wyjściowa moc optyczna jest maksymalna. Wykreślone charakterystyki oraz nasze wnioski przestawiamy w tym sprawozdaniu.

Charakterystyki (moc optyczna unormowana względem maksymalnej wartości dla sensora refleksyjnego):

Omówić otrzymane charakterystyki z uwzględnieniem wpływu właściwości optycznych wosku i konstrukcji sensora:

Otrzymane charakterystyki obrazują nam jak zmienia się unormowane napięcie w zależności od temperatury, oraz w trzecim wypadku w zależności od odległości. Innymi słowy jak zmienia się przenikalność parafiny w zależności od temperatury jaką osiąga. Wosk w stanie stałym ma liniową charakterystykę i przepuszcza dużo mniejsze promieniowanie, w porównaniu do stanu ciekłego. Widać znaczny wzrost wyjściowej mocy optycznej. W momencie gdy cała parafina zostanie stopiona widać zachamowanie wzrostu. Sygnał zależy także od drogi jaką musi przebyć światło w parafinie, im odległość ta jest wyższa tym moc jest większa. W tym przypadku cała parafina jest stopiona i osiągnęła temperaturę wyższą niż 60 stopni Celsjusza. Z budowy czujnika refleksyjnego wynika, że wiązka lasera przechodzi przez parafinę w obie strony : do zwierciadła oraz detektora po odbiciu.

Skomentować zafalowanie charakterystyki P(T) w zakresie temp. poniżej punktu topnienia wosku:

Ponieważ nie cały wosk został stopiony pojawiło się zafalowanie, widoczne na charakterystyce 2. Wynika to z nieregularności ośrodka (wosku), przez który wiązka lasera przebiega częściowo załamana lub odbita.

Podać przykłady zastosowań dwustanowych sensorów temperatury, określić ich zalety i wady przy danych zastosowaniach:

Sensory takie mogą być stosowane w przemyśle oraz pomiara biochemicznych, tj. Gdy nie jest wymagana znana konkretna wartość temperatury, a jedynie przekroczenie zadanej wartości. Oraz w trudnych warunkach (pola elektromagnetyczne, ośrodki agresywne chemicznie) ,np ostrzeganie przed gołoledzią, osiągnięcie temp topnienia określonego surowca, itp. Zaletami tego rodzaju sensorów są: cena, prostota, brak potrzeby odniesienia, bezpieczeństwo(parafiny nie są toksyczne), stabilność chemiczna, bezwonność, odporność na działanie kwasów i zasad. Ich wadą jest niemożliwość mierzenia dokładnej temperatury, a jedynie przekrocznie danej wartości. Dlatego mogą służyć jedynie do określonego zadania, pomiaru.

Wnioski i przemyślenia:

Sensory dwustanowe służą do ściśle określonych zadań. Ich największą zaletą jest cena, a także odporność. W określonych wypadkach bezpodstawne może być użycie drogich czujników, gdy można użyć tańszego równie użytecznego sensoru dwustanowego. Należy więc zawsze poważnie rozważyć użycie wyżej wymienionego. Ich zakres pracy (30-100 stopni) jest w wielu wypadkach wystarczający, są także bezpieczne, nie występują w nich szkodliwe związki takie jak rtęć lub metale ciężkie (ołów).