Pomiar w?a?ciwo?ci cieczy za pomoc? ?wiat?owodowego czujnika kapilarnego

摘要

W artykule przedstawiono ide? oraz praktyczn? realizacj? czujnika wybranych parametrów cieczy przep?ywaj?cej przez dwuwarstwowy ?wiat?owód kapilarny, okre?lanych na podstawie pomiaru wspó?czynnika za?amania ?wiat?a tej cieczy. Zaprezentowano analiz? dzia?ania sensora zrealizowan? z wykorzystaniem metody elementarnych strumieni ?wietlnych. Jako przyk?ad zastosowania zaprojektowanego i wykonanego czujnika, przedstawiono czujnik temperatury oleju pracuj?cy w zakresie 10-70 ℃. Zmiana temperatury w badanym zakresie implikuje zmian? wspó?czynnika za?amania ?wiat?a oleju w granicach 1,370-1,385. Przedstawiono konstrukcj? i charakterystyki wytworzonego czujnika. G?ównymi zaletami tego rozwi?zania s?: szybko?? wykonywania pomiarów, zapewnienie izolacji galwanicznej z mierzon? ciecz? oraz mo?liwo?? ci?g?ego monitorowania cieczy przep?ywaj?cej przez ?wiat?owód kapilarny. Jest to istotne w wielu zastosowaniach w automatyce i w systemach kontroli procesów przemys?owych, gdzie zaprezentowany czujnik mo?e znale?? zastosowanie.%The paper presents an idea and practical realization of a sensor for determination of selected properties (e.g. temperature or concentration of solution etc.) of liquid flowing through double layer capillary waveguide based on measurements of the refractive index of this liquid. The transfer of a luminous flux through the capillary waveguide was performed by numerical analysis using the ray propagation method. The simulation showed that the response signal from the capillary sensor depends strongly on the liquid refractive index. For the liquid refractive index changes from 1.5 to 1.3 the output signal decreased to 50% of the initial value. It suggests the good sensitivity of the double layer capillary waveguide. The presented sensor was applied to determine the industrial oil temperature within the range of 10-70 ℃. It corresponds to the oil refractive index change from 1.370 to 1.385. The main advantages of the presented sensor are: fast measurements, electrical isolation between the liquid measured and the electrical equipment used as well as continuous monitoring of the measured value without change of the sample. The described capillary optical fibre sensor is useful for automation and remote control of many industrial processes.