440-4125/02 – Vláknově optické senzory II (VOS II)
Garantující katedra | Katedra telekomunikační techniky | Kredity | 4 |
Garant předmětu | doc. Ing. Jan Nedoma, Ph.D. | Garant verze předmětu | doc. Ing. Jan Nedoma, Ph.D. |
Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinně volitelný typu A |
Ročník | 1 | Semestr | zimní |
| | Jazyk výuky | angličtina |
Rok zavedení | 2021/2022 | Rok zrušení | |
Určeno pro fakulty | FEI | Určeno pro typy studia | navazující magisterské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
Porozumění základních dějů a principů vláknově optických senzorů a jejich možnosti nasazení v průmyslových a biomedicínských aplikacích.
Studenti získají praktické dovednosti při sestavování, ovládání a vyhodnocování výstupů ze senzorů.
Absolventi si osvojí schopnost samostatně ovládat přidružené přístrojové vybavení.
Vyučovací metody
Přednášky
Semináře
Cvičení (v učebně)
Anotace
Cílem tohoto předmětu je seznámit studenty s využitím optických vláken nejen jako média používaného v komunikacích, ale i jako prvku vhodného pro senzorická použití. Předmět je směřován na praktické aplikace v průmyslových odvětvích souvisejících s aktuálně řešenými projekty odborné skupiny optických komunikací (např. Doprava, Bezpečnostní výzkum, Energetika, Biomedicínské aplikace).
Povinná literatura:
Doporučená literatura:
Další studijní materiály
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
V průběhu semestru musí studenti absolvovat 2 testy a vypracovat 6 protokolů z měření. Předmět je zakončen zkouškou, která má písemnou a ústní část.
E-learning
Podklady jsou dostupné v systému LMS nebo po dohodě s garantem předmětu.
Další požadavky na studenta
Nejsou další požadadvky na studenta.
Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
Přednášky:
- Optická vlákna v senzorických aplikacích, rozdělení na jednotlivé typy vláken, speciální vlákna a kabely pro senzorické aplikace, rozdělení optovláknových senzorů dle principu měření, základní vlastnosti senzorů, popis a rozdíly mezi nimi.
- Úvod do fázových senzorů, rozdíly mezi jednotlivými typy interferometrů, způsoby zapojení a konstrukce snímačů na bázi interferometru.
- Úvod do mřížkových senzorů, typy vláknových mřížek, způsoby výroby a vyhodnocení signálu.
- Úvod do distribuovaných senzorů, princip funkce a jednotlivé typy distribuovaných senzorů, měřitelné veličiny.
- Úvod do intenzitních senzorů, vznik útlumu v optických vláknech, měření útlumu, konstrukce intenzitních snímačů.
- Úvod do polarizačních senzorů, polarizace světla, polarizace v optickém vlákně, měření a vyhodnocení změn v polarizaci.
- Interakce světlo – pokožka, tepelné účinky laserového záření.
- Barvy a jejich vliv na člověka.
- Využití optovláknových senzorů v biomedicíně, speciální vláknově optické biosenzory: polymerní a vlákna, tapering, mikrostrukturní vlákna, pH senzory apod.
- Zpracování dat z optických a optovláknových senzorů: filtrace signálu, aplikace pokročilých metod zpracování.
- Přehled praktických aplikací optických a optovláknových senzorů v biomedicínské praxi.
Cvičení:
Úvodní seznamovací cvičení, bezpečnost práce v laboratoři.
Dvě teoretická cvičení zaměřená na práci s vyhodnocovacími aplikacemi interferometrů, spektrálního analyzátoru (interogátoru), teplotního DTS systému a polarimetru. Celkem šest laboratorních úloh. Dva průběžné testy na cvičení.
Laboratorní úlohy v rámci předmětu:
- Interferometrické měření vibrací, zabezpečení perimetru.
- Měření tlaku vláknovou mřížkou.
- Měření magnetického pole polarimetr, test č.1.
- Optovláknová váha.
- Měření vitálních funkcí (dechová frekvence) lidského těla optovláknovými senzory.
- Měření vitálních funkcí (tepová frekvence) lidského těla optovláknovými senzory, test č.2
Doporučená literatura:
1. DD, E.: Fiber Optic Sensors: An Introduction for Engineers and Scientists. John Wiley and sons, Inc. (1991), ISBN 0-471-83007-0.
2. LOPÉZ-HIGUERA, J. M.: Handbook of optical fibersensing technology. John Wiley and sons, Ltd. (2002), ISBN 0-471-82053-9.
3. Nedoma, J. a kolektiv: Vláknově optické senzory III, skripta, 135 stran, ISBN 978-80-248-4691-0
4. Šiška, P. a kolektiv: Nekomunikační Aplikace Optických Vláken, studijní podklady předmětu, 99 str.
5. Krohn, D. A.: Fiber Optic Sensors - Fundamentals and Applications. 4th ed. 2014.
6. YIN, Shizhuo, Paul RUFFIN a Francis YU. Fiber Optic Sensors. 2nd ed. CRC Press, 2008. ISBN 9781420053654.
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.