Zastosowania czujników światłowodowych we współczesnej technice

W pracy przedstawiono przegląd zastosowań nowej, szybko rozwijającą się grupy czujników pomiarowych zwanych czujnikami światłowodowymi. Opisana została budowa oraz zasada działania podstawowych czujników światłowodowych a w szczególności interferometrów, czujników światłowodowych z siatkami Bragga, czujników odbiciowych, transmisyjnych a także czujników z przetwornikami zgięciowymi. Przedstawiono również podstawowe zagadnienia dotyczące światłowodów, sposobu prowadzenia w nich światła oraz zjawisk w nich zachodzących.

Jako podstawowe zastosowania czujników światłowodowych przedstawione zostały m.in. zastosowania w medycynie, mechanice oraz przemyśle jak również zastosowania w dziedzinie detekcji pożarów, monitorowania odkształceń konstrukcji inżynieryjnych oraz materiałów kompozytowych. Wśród zastosowań medycznych czujników światłowodowych szeroko opisano możliwość ich użycia w terapii zwanej kontrapulsacją wewnątrzaortalną oraz w monitorowaniu temperatury podczas rezonansu magnetycznego. Przybliżono także budowę czujnika światłowodowego zbudowanego ze światłowodów Side-Hole służącego do pomiaru ciśnienia wewnątrz komory silnika spalinowego oraz możliwość zastosowania czujników światłowodowych do pomiaru temperatury w intensywnym środowisku mikrofal.

This thesis presents a survey of the application of a new, rapidly developing group of measuring sensors called fiber optic ones. The thesis describes the construction and operation of the most important fiber optic sensors with special attention given to interferometers, fiber optic Bragg grating sensors, fiber optic sensors based on reflection and transmission and devices with bending converters. Main issues concerning optic fibers, methods of light distribution and phenomena occurring inside the optic fibers are also presented in this work.

Applications of fiber optic sensors to medicine, mechanics, industry, and also to fire detection field, monitoring of the deformability of the structure of a building and composite materials are described as the basic applications of fiber optic sensors. Among the medical applications of fiber optic sensors, there is an in-depth analysis of the usage of fiber optic sensors in the intra-aortic balloon pumping therapy and temperature monitoring during the procedure of magnetic resonance imaging. The construction of the fiber optic sensor composed of Side-Hole optic fibers is also presented in the thesis. This sensor is used to measure the pressure inside the internal combustion engine chamber. The thesis presents also a description of a possibility to apply the fiber optic sensors to measure the pressure in the intense microwave environment.