Разработка и исследование гибридной акустооптической системы интегрального контроля

Введение 4
1. СИСТЕМЫ ОХРАНЫ ПЕРИМЕТРОВ С ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИМИ СЕНСОРАМИ 6
1.1 Общие принципы действия охранных систем с волоконно-оптическими сенсорами 7
1.2 Российская разработка оптоволоконной охранной системы - система «Ворон» 9
2. АНАЛИЗ СТРУКТУРНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ОХРАНЯЕМОГО ОБЪЕКТА. ФОРМУЛИРОВКА ЗАДАЧИ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ 14
2.1 Анализ системы ТЗК аэропорта Внуково 14
2.1.1 Прием топлива на склад ГСМ аэропорта 16
2.1.2 Приемная насосная станция 16
2.1.3 Модуль воздухоотделителя 17
2.1.4 Двухступенчатый агрегат фильтрации 17
2.1.5 Информационно-вычислительный комплекс приема топлива 18
2.1.6 Резервуарный парк 19
2.1.7 Система ЦЗС 19
2.1.8 Насосно-фильтрационные станции 19
2.1.9 Входной контроль качества 20
2.1.10 Модуль контроля качества 21
2.2 Уточнение задачи на проектирование 21
3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ СБОРА ДАННЫХ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ 23
3.1 Структура системы 23
3.1.1 Выбор обобщенной структурной схемы устройства 23
3.1.2 Выбор интерфейса связи 24
3.1.3 Обоснование выбора микропроцессорной системы 29
3.1.4 Выбор микроконтроллера 29
3.2 Разработка основных функциональных узлов устройства 30
3.2.1 Узел микроконтроллера 30
3.2.2 Узел датчика 33
3.2.3 Узел стабилизации напряжения 37
3.2.4 Инструментальный усилитель 39
3.2.5 Узел аналого-цифрового преобразования 40
3.3 Принципиальная схема устройства сбора данных измерителя твердости 42
3.4 Разработка печатной платы для АЦП 42
3.4.1 Выбор способа установки элементов на печатную плату 43
3.4.2 Выбор материала печатной платы 45
3.4.3 Расчет размеров печатной платы 47
3.4.4 Выбор шага координатной сетки 47
3.4.5 Разводка и топология печатной платы 48
4. ОПТИМИЗАЦИЯ ПЕРИМЕТРОВОЙ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ОХРАНЫ «ВОРОН-3М-К» 51
Заключение 54
Литература 56

Около века назад у истоков ведшихся в ряде стран исследований различных видов рассеяния световых потоков стояли в том числе ученые МГУ Л. Мандельштам и Г. Ландсберг. Активная фаза такого рода разработок, придавшая им перспективу и вылившаяся в практическое внедрение волоконно-оптических технологий в газовой и нефтяной промышленности, стала возможной лишь около сорока лет назад по мере совершенствования элементной базы и после начала производства волокна с малыми оптическими потерями.
Рассеянием света называется рассеяние электромагнитных волн видимого диапазона при их взаимодействии с веществом. С точки зрения практического применения актуальными являются следующие виды рассеяния:
 рассеяние Рэлея — упругое рассеяние на малых частицах, размером много меньше длины волны;
 рассеяние Мандельштама– Бриллюэна — неупругое рассеяние на колебаниях решетки;
 Рамановское рассеяние — неупругое рассеяние на атомных колебаниях в молекуле.
Генерируемый лазером поток света проходит по оптическому волокну и изменяется под воздействием температурных и физических факторов: на этом принципе созданы распределенные датчики.
Их основными преимуществами являются высокая чувствительность, долговечность, электрическая пассивность, невосприимчивость к электромагнитным помехам, а также относительно низкая стоимость.
Оптическое волокно является практически невосприимчивыми к электромагнитным и радиационным воздействиям; по конфигурациям прокладки на местности и назначению систем имеются широчайшие функциональные возможности
Распределенный датчик представляет собой участок оптического волокна, способный заменить тысячи независимых сенсоров. Кроме того, распределенный датчик вобрал в себя функции, как совокупности чувствительных элементов, так и среды передачи информации.
В то же самое время актуальной задачей является интегрирование охранной системы в общую систему мониторинга и сбора данных. Так же интересен подход к оптимизации параметров охранной системы, преследуя возможность контроля технического состояния охраняемого объекта. Возможность оптимизации дает обширные возможности по использованию системы, а так же по экономии средств.
Главной целью выпускной квалификационной работы является исследование возможности оптимизации параметров оптической волоконной системы охраны периметра, в целях достижения возможности контроля технического состояния, элементов объекта или всего объекта в целом.
Объектом исследования является охраняемый топливозаправочный комплекс (ТЗК) аэропорта Внуково.
Предметом исследования в работе выступает волоконно-оптическая система охраны периметра на брегговских решетках «Ворон».
На пути к достижению цели необходимо будет решить ряд задач:
 проанализировать структурные элементы и состав система построения волоконно-оптических систем охраны;
 проанализировать структурные элементы ТЗК аэропорта;
 определить параметры мониторинга технического состояния объекта;
 проанализировать возможность измерения параметров;
 разработать схемное решение построения оптимизированной системы охраны и контроля технического состояния объекта.

задача оптимизировать параметры гибридной системы (тип ОВК, его длина, и т.п.), которую можно применять, как для охраны, так и для технической диагностики объектов. Ознакомится с оптоволоконными устройствами охраны периметра. Поищите в Интернете систему "Сова", хотя есть и другие ОВ устройства для охраны. стандартный пакет Zemax, позволяет это сделать. Решение этой задачи для ВКР вполне достаточно.