شبیه سازی روش همبستگی فازی در حسگرهای توری دینامیکی بریلوئن برای رسیدن به قدرت تفکیک فضایی در حد میلی متر

حساسیت و دقت فوق العاده­ی حسگرهای نوظهور فیبر نوری توزیعی سبب توجه ویژه به آن­ها و استفاده روز افزون از آن ها در صنایع نوین و بخصوص کاربردهایی نظیر پایش امنیت مرزها و نشت لوله­های انرژی، نظارت ایمنی سازه­های عظیم شهری، خطوط راه آهن و .. شده است. قدرت تفکیک فضایی و طول اندازه گیری، دو پارامتری هستند که همواره مورد توجه محققان در این زمینه بوده است. آشکار است که در امور نظامی و عمرانی هر چه دقت فضایی بهتر باشد ایمنی بیشتر و خسارات کمتری مشاهده خواهد شد. بهترین دقت فضایی در این نوع حسگرها، در حسگرهای توری دینامیکی بریلوئن ثبت شده است که کمتر از 1سانتی متر می باشد. در این حسگرها از دو موج پمپ برای ساختن توری و یک موج گمانه برای مشاهده تغییرات آن استفاده می شود. چنین دقتی با استفاده از روش همبستگی فازی به دست آمده است که در آن امواج پمپ به کمک یک مدولاتور فازی PRBS که بر روی این امواج اختلاف فاز صفر و π به صورت تصادفی و البته دوره ای اعمال می کند، مدوله می شوند. البته از معایب این روش، پردازش سیگنال های سنگین و روابط ریاضی پیچیده حاکم بر آن است که درک این روش را بسیار سخت کرده است. در این مقاله به کمک روابط سر راست و قابل فهم ماتریسی، روش همبستگی فازی شبیه‎ سازی شده و ابتدا دقت فضایی و سپس طول اندازه گیری محاسبه شده است. درنهایت با این روش ابداعی، دقت فضایی 9 میلی متر برای طول اندازه گیری 295 متر و دقت فضایی 14 میلی متر برای طول اندازه گیری 460 متر به دست آمده که کاملا مطابق با نتایج حاصل از روش همبستگی فازی است بدون این­که پیچیدگی های این روش را داشته باشد.

Keywords:

حسگر توری دینامیکی بریلوئن , حسگرهای توزیعی فیبر نوری , روش همبستگی فازی , شبیه سازی ماتریسی همبستگی فازی