علم

مقناطیسی فیلڈ سینسر ماحول میں مقناطیسی فیلڈ کی معلومات کا پتہ لگاسکتا ہے ، اور ارضیاتی ریسرچ ، پاور ٹرانسمیشن ، ایرو اسپیس اور دیگر شعبوں میں ایک اہم کردار ادا کرتا ہے۔ ایک اعلی درجے کی مقناطیسی طور پر حساس نینوومیٹریل کے طور پر ، ایم ایچ ڈی نہ صرف امیر مقناطیس آپٹیکل خصوصیات (جیسے اضطراب انگیز انڈیکس ٹونبلٹی اور بائیر فرینجینس اثر) کی نمائش کرتا ہے ، بلکہ اس کے مائع کی روانی کی وجہ سے آپٹیکل فائبر کے ساتھ بغیر کسی رکاوٹ کے ساتھ بھی ضم ہوتا ہے ، جو آپٹیکل مقناطیسی فیلڈ سینسنگ کے شعبے میں وسیع اطلاق کی صلاحیت کو ظاہر کرتا ہے۔ حالیہ برسوں میں ، ایم ایچ ڈی فائبر مقناطیسی فیلڈ سینسر کو اس کی مضبوط اینٹی الیکٹروگینیٹک مداخلت کی صلاحیت ، سنکنرن مزاحمت ، اعلی حفاظت اور ریموٹ مانیٹرنگ کے لئے معاونت کی وجہ سے گھر اور بیرون ملک محققین نے بڑے پیمانے پر تشویش کا اظہار کیا ہے۔

فی الحال ، ایم ایچ ڈی فائبر کے عام مقناطیسی فیلڈ سینسر ڈھانچے میں مخروط فائبر ، فوٹوونک کرسٹل فائبر ایم ایچ ڈی [8] ، سنگل موڈ-کورلیس سنگل موڈ فائبر اور لمبی مدت کے فائبر گریٹنگ شامل ہیں۔ یہ سینسر دو اہم طریقوں سے مسمار کیے جاتے ہیں: پاور ویلیو کا پتہ لگانے اور طول موج آفسیٹ کا پتہ لگانے ، تاکہ مقناطیسی فیلڈ کی پیمائش کو حاصل کیا جاسکے۔ تاہم ، بجلی کی قیمت کا پتہ لگانے پر مبنی سینسر روشنی کے منبع کے بجلی کے اتار چڑھاو سے آسانی سے متاثر ہوتا ہے ، جس کی وجہ سے پیمائش کی غلطی میں اضافہ ہوسکتا ہے۔ طول موج کے آفسیٹ کا پتہ لگانے پر مبنی سینسر طول موج کی تبدیلیوں کی پیمائش کے ل spect اسپیکٹومیٹر پر انحصار کرتے ہیں ، جس سے نہ صرف لاگت میں اضافہ ہوتا ہے ، بلکہ آپٹیکل تجزیہ کے بڑے سامان کی بھی ضرورت ہوتی ہے۔ اس کے علاوہ ، موجودہ سینسر اکثر پیمائش کی صلاحیت کا صرف ایک نقطہ پیش کرتے ہیں۔

ان مسائل کو حل کرنے کے لئے ، ٹائم ڈویژن ملٹی پلیکسنگ (ٹی ڈی ایم) ٹکنالوجی پر مبنی ایک ڈوئل چینل ٹاپرڈ فائبر مقناطیسی فیلڈ سینسنگ سسٹم اس مقالے میں تجویز کیا گیا ہے۔ یہ نظام موجودہ ٹکنالوجی کی حدود کو دور کرنے اور زیادہ درست ، کثیر نکاتی مقناطیسی فیلڈ پیمائش حل فراہم کرنے کے لئے ڈیزائن کیا گیا ہے۔

دوہری چینل مخروط فائبر مقناطیسی فیلڈ سینسنگ سسٹم کا اصول

ٹرانسمیشن ، استقبال ، فوٹو الیکٹرک تبادلوں اور پلس لائٹ کی ڈیٹا پروسیسنگ تصویر کے بائیں طرف واقع فیز حساس آپٹیکل ٹائم ڈومین ریفلومیٹر (φ-OTDR) کے ذریعہ انجام دی جاتی ہے۔ ابتدائی نبض کی اعلی توانائی کی وجہ سے جب φ-OTDR آلہ ٹیسٹ پلس بھیجتا ہے تو ، وصول کنندہ مختصر وقت میں واپس آنے والے سگنل کی درست شناخت یا اس پر کارروائی کرنے کے قابل نہیں ہوسکتا ہے۔ اس مسئلے کو حل کرنے کے ل a ، تاخیر کا ریشہ OTDR کی پیداوار سے منسلک ہوتا ہے۔ کام کرنے کا مخصوص عمل مندرجہ ذیل ہے: φ-OTDR ڈیوائس کے ذریعہ پیدا ہونے والی پلسڈ روشنی کو پہلے تاخیر سے چلنے والے فائبر کے ذریعے منتقل کیا جاتا ہے تاکہ اس کے بعد کے سگنل پروسیسنگ پر ابتدائی نبض کی توانائی کے اثرات کو کم کیا جاسکے۔

اس کے بعد پلسڈ لائٹ کو سرکولیٹر کے پورٹ 2 میں جوڑا جاتا ہے ، جو سرکولیٹر کے اندرونی آپٹیکل راہ کے ذریعے منتقل ہوتا ہے ، اور سرکولیٹر کے پورٹ 3 سے آؤٹ پٹ ہوتا ہے۔ اس کے بعد ، پلسڈ لائٹ کوپلر 1 (OC1) میں داخل ہوتی ہے ، جہاں نبض کی روشنی کا 1 ٪ OC1 اور OC2 پر مشتمل چینل 1 کو سینسنگ چینل 1 کے لئے مختص کیا جاتا ہے ، جبکہ روشنی کا 99 ٪ OC3 اور OC4 پر مشتمل چینل 2 کو سینسنگ چینل 2 میں منتقل کیا جاتا ہے۔ سینسنگ چینل 1 میں ، سنسنگ یونٹ (ایس یو) سے گزرنے کے بعد پلسڈ لائٹ او سی 2 کو واپس کردی جاتی ہے ، جہاں 99 فیصد روشنی سینسنگ چینل 1 میں گردش کرتی رہتی ہے ، اور 1 ٪ روشنی سرکولیٹر کے ذریعہ φ-OTDR میں واپس منتقل ہوتی ہے۔ اسی طرح ، سینسنگ چینل 2 میں ، لائٹ بھی سائیکل کے اسی راستے پر چلتی ہے۔ نبض روشنی کی رفتار کو اعداد و شمار میں تیروں کے ذریعہ دکھایا گیا ہے۔ سینسنگ چینل میں پلسڈ لائٹ کئی بار سائیکل کی جاتی ہے ، اور ہر بار جب یہ مقناطیسی فیلڈ ایس یو سے گزرتا ہے تو ، اسے ایک خاص نقصان کا سامنا کرنا پڑے گا۔

استحکام ٹیسٹ

سب سے پہلے ، غیر مقناطیسی فیلڈ ماحول میں ، سسٹم کی اوسط توجہ کی ڈھلوان حاصل کرنے کے لئے ، سینسنگ سسٹم کی نبض کی ڈھلوان اور لیزر کی آؤٹ پٹ آپٹیکل پاور کو 3 0 اوقات کے لئے دہرایا گیا ، جیسا کہ انجیر میں دکھایا گیا ہے۔ 4 (a) یہ دیکھا جاسکتا ہے کہ لیزر کی اوسط آؤٹ پٹ آپٹیکل پاور 1.21 میگاواٹ ہے ، اور معیاری انحراف 0. 051 6 میگاواٹ ہے ، جو اوسط کے 4.26 ٪ کے برابر ہے۔ 3 0 بار بار تجربات میں ، سینسر چینل 1 اور چینل 2 کی اوسط توجہ -11. 57 ڈی بی/کلومیٹر اور -18. 117 ڈی بی/کلومیٹر بالترتیب ، ڈی بی/کے ایم ہیں ، اور اس سے متعلقہ معیاری انحراف {2 0}}}}}}}}}}} بالترتیب 0.942 ٪ اور ان کی متعلقہ اقدار کے 0.684 ٪ کا حساب کتاب۔ اس سے ظاہر ہوتا ہے کہ یہاں تک کہ اگر روشنی کے منبع کی طاقت میں اتار چڑھاؤ آتا ہے تو ، نظام اب بھی اچھ stability ے استحکام کو ظاہر کرتا ہے اور پیمائش کے نتائج قابل اعتماد ہیں۔

دوم ، مقناطیسی فیلڈ سینسنگ سسٹم کے ردعمل استحکام کا اندازہ کرنے کے لئے سینسر چینلز 1 اور 2 کو 5 ایم ٹی کی مستقل مقناطیسی فیلڈ کی شدت کے تحت رکھا گیا تھا۔ تجرباتی نتائج انجیر میں دکھائے گئے ہیں۔ 4 (بی) یہ دیکھا جاسکتا ہے کہ سینسنگ چینل 1 کی اوسط توجہ کا ڈھال -14. 85 ڈی بی/کلومیٹر ہے ، اور معیاری انحراف 0. 131 ڈی بی/کلومیٹر ہے ، جو اوسط قیمت کا 882 ٪ ہے۔ سینسر چینل 2 کی اوسط توجہ کا ڈھال -30. 94 ڈی بی/کلومیٹر ہے ، اور معیاری انحراف 0. 315 ڈی بی/کلومیٹر ہے ، جو اوسط قدر کا 1.02 ٪ ہے۔ ان اعداد و شمار سے یہ ثابت ہوتا ہے کہ مقناطیسی فیلڈ کے زیر اثر سینسر سسٹم کے ردعمل میں اعلی مستقل مزاجی اور استحکام ہے۔

ٹائم ڈویژن ملٹی پلیکسنگ (ٹی ڈی ایم) ٹکنالوجی پر مبنی ایک جدید ڈبل چینل ٹاپرڈ فائبر مقناطیسی فیلڈ سینسنگ سسٹم فائبر مقناطیسی فیلڈ سینسنگ سسٹم کی ملٹی پلیکسنگ صلاحیت کو نمایاں طور پر بہتر بناتا ہے۔ یہ نظام سینسنگ چینل میں نبض روشنی کی توجہ کی شرح کا پتہ لگاتا ہے اور ملٹی پوائنٹ مقناطیسی فیلڈ کی بیک وقت پیمائش کا ادراک کرنے کے لئے ٹی ڈی ایم ٹکنالوجی کو جوڑتا ہے۔

روایتی ایم ایچ ڈی فائبر مقناطیسی فیلڈ سینسر کے مقابلے میں ، اس نظام میں نہ صرف دوبارہ استعمال کی مضبوط صلاحیت ہے ، بلکہ اس میں روشنی کے منبع کے بجلی کے اتار چڑھاو میں بھی زیادہ رواداری ہے۔ تجرباتی نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ دو سینسنگ چینلز کی مقناطیسی فیلڈ حساسیت -1. 09 DB/(کلومیٹر • MT) اور -3. 466 DB/(کلومیٹر • MT) بالترتیب 3 ~ 14 MT اور 2 ~ 7 MT کی فیلڈ کی شدت کی حد میں پہنچ جاتی ہے۔ ان اعداد و شمار سے پتہ چلتا ہے کہ نظام مقناطیسی شعبوں کی ایک وسیع رینج پر اعلی صحت سے متعلق پیمائش کے نتائج فراہم کرسکتا ہے۔

سینسر سسٹم کے بہت سے فوائد ہیں: سادہ پیداوار کا عمل ، مضبوط دوبارہ استعمال کی صلاحیت ، بہترین اینٹی الیکٹرو میگنیٹک مداخلت کی کارکردگی ، اچھی استحکام ، ریموٹ مانیٹرنگ کے لئے معاونت اور اسی طرح کی۔ لہذا ، یہ خاص طور پر ریموٹ ملٹی پوائنٹ مقناطیسی فیلڈ مانیٹرنگ کی ضرورت ہوتی ہے ، جیسے پاور ٹرانسمیشن لائنز ، بڑے مکینیکل ڈیوائسز اور سائنسی تحقیقی شعبوں کی ضرورت ہوتی ہے ، جس میں اطلاق کے وسیع امکانات دکھائے جاتے ہیں۔