Чувствительный элемент волоконно-оптического датчика и способ динамического измерения скорости, веса и расстояния между колесами транспортных средств

Результат научно-исследовательской разработки Университета ИТМО. Изобретение относится к области волоконно-оптических измерительных приборов, в частности, к датчикам динамического измерения скорости, веса и расстояния между колесами транспортных средств и может быть использовано для измерения нагрузки на колеса и оси транспортных средств в движении, а также скорости и габаритных параметров. На основании указанных измерений может вычисляться суммарный вес и габаритные параметры транспортного средства. Устройство включает не менее двух разнесенных между собой оптических волокон, каждое из которых содержит по крайней мере одну индуцированную волоконную брэгговскую решетку (ВБР). Участки оптических волокон с ВБР инкапсулированы в упругодеформированную подложку, чувствительный элемент дополнительно содержит не менее одного оптического волокна по крайней мере с одной индуцированной чирпированной волоконной брэгговской решеткой (ЧВБР). Причем участок оптического волокна с ЧВБР инкапсулирован в дополнительную упругодеформируемую подложку, которая изолирована от воздействия механической нагрузки транспортного средства. При движении транспортных средств по дорожному полотну, в котором установлен ЧЭ волоконно-оптического датчика, механическое воздействие оказывается на ВБР, которые инкапсулированы в упругодеформируемый материал, при этом механического давления на ЧВБР не оказывается. Поскольку ВБР и ЧВБР располагаются на расстоянии, позволяющем получить минимальный градиент по температуре между ВБР и ЧВБР, и инкапсулированы в одинаковый материал, то изменение (смещение) центральной длины брэгговского резонанса относительно внешних параметров происходит для ВБР и ЧВБР примерно одинаково. Таким образом, ЧЭ волоконнооптического датчика регистрирует только искомую величину – изменение оптической мощности. Способ включает установку заявляемого чувствительного элемента (ЧЭ) волоконно-оптического датчика в дорожное полото, по которому движется исследуемый объект транспортного средства, облучение ЧЭ оптическим излучением широкополосного источника излучения, регистрацию амплитуды полученного сигнала и времени, соответствующего изменению значения амплитуды полученного сигнала, и регистрацию отраженной оптической мощности. Данная система для измерения скорости и веса транспортных средств обладает следующими преимуществами волоконно-оптических устройств: электромагнитной пассивностью, высокой сопротивляемостью воздействию окружающей среды, малыми массогабаритными параметрами. Технический результат заключается в упрощении конструкции, повышении скорости и точности измерений.