Багатофункціональні волоконно-оптичні датчики для космічної інфраструктури

Анотація

Датчики, що використовуються в ракетно-космічній техніці, схильні до впливу екстремальних зовнішніх впливів за температурою, вібраціями, ударами. Тому вибір типу датчиків обґрунтований саме стійкістю до таких факторів, а також можливістю забезпечувати тимчасову та параметричну стабільність вимірів. Таким умовам відповідає новий тип датчиків – оптоволоконні. Основою вибору та подальшого вдосконалення таких датчиків були такі вимоги, як мінімальне енергоспоживання, висока точність та стабільність вимірювань, можливість суміщення в одному датчику кількох вимірювань. Відзначено, що для космічної інфраструктури фактор можливості одночасного вимірювання кількох параметрів одним датчиком є одним із важливих показників якості. Це з можливістю зниження кількості самих датчиків, що знижує масогабаритні параметри космічної техніки. Це стосується, насамперед, вимірювань тиску та температури, оскільки вони, разом, становлять щонайменше 40 % всіх вимірів у космічних виробах. Шлях вибору типів методів та конструкцій датчиків призвів до поєднання амплітудного методу перетворення та оптичної комунікації в одному датчику. При цьому амплітудна модуляція тиску та температури здійснюється мікроелектромеханічним блоком (модулем), а промодульований оптичний сигнал передається оптичним модулем. Така модульна композиція датчика дозволяє відмовитися від оптичних аналізаторів (інтерогаторів) та здійснювати подальшу обробку на основі стандартних інтерфейсів. Обмеженнями запропонованих методів та конструкцій є необхідність у мікроелектромеханічних структурах, що вимірюють певні фізичні величини. Такі структури для волоконно-оптичних датчиків не виробляються серійно, тому їх виготовлення може бути налагоджено на підприємствах приладів, що мають мікроелектронне обладнання