ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН English Войти Подать статью
Журнал радиоэлектроники Электронный научный журнал · eISSN 1684-1719
2017, № 11 · СМЕЖНЫЕ ПРОБЛЕМЫ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

Максвелл-Вагнеровская релаксация электрических полей в пьезоэлектролюминесцентном оптоволоконном датчике вибродавления

А.А. Паньков1

1 Пермский национальный исследовательский политехнический университет
Полный текст (PDF) УДК 537.8 EDN YMEPPG

Аннотация

Разработана математическая модель пьезоэлектролюминесцентного оптоволоконного датчика, в котором механолюминесцентный эффект возникает в результате взаимодействия между собой электролюминесцетного и пьезоэлектрического слоев поверх оптоволокна, для диагностики распределения по длине датчика амплитуды стационарного вибрационного давления. Разработан алгоритм нахождения функции распределения амплитуды давления по длине датчика по результатам замеряемой на торцевом сечении датчика интенсивности исходящего из оптоволоконной фазы света для случая нелинейной «функции свечения» - зависимости интенсивности света от действующего на электролюминесцентный электронапряжения. Задача сведена к решению интегрального уравнения Фредгольма 1-го рода с разностным ядром, зависящим от рассчитываемых эффективных параметров датчика и от производной заданной «функции свечения» электролюминесцентного элемента. Проведен анализ влияния максвелл-вагнеровской релаксации электрических полей в элементах структуры электролюминесцентного оптоволоконного датчика и частоты диагностируемого вибродавления на управляющие и информативные коэффициенты датчика.

  • пьезоэлектроупругость
  • piezo-electro-elasticity
  • механолюминесцентный эффект
  • оптоволокно
  • датчик давления
  • максвелл-вагнеровская релаксация
Abstract (in English)

The algorithm of finding of function of distribution of amplitude of the vibration pressure longwise three-phase fiber optic sensor by results of the intensity of light proceeding from a fiber optic phase measured on the edge section of the sensor is developed for a case of nonlinear "function of a luminescence", which is the dependence of intensity of light on voltage operating on a luminescent element. The problem is reduced to the solution of the Fredholm integral equation of the 1st kind with the differential kernel depending on the calculated effective parameters of the sensor and on the derivative set function of a luminescent element. The analysis of influence of Maxwell-Wagner relaxation of electric fields in the structure elements of the fiber-optical sensor and the influence of frequency of the diagnosed vibration pressure upon the operating and informative coefficients of the sensor are carried out.

Для цитирования

Паньков А.А. Максвелл-Вагнеровская релаксация электрических полей в пьезоэлектролюминесцентном оптоволоконном датчике вибродавления // Журнал радиоэлектроники. – 2017. – № 11.

Литература

  1. Патент RU №2630537. Волоконно-оптический датчик давления / Паньков А.А., опубл. 11.09.2017; заявка №2016136058 от 06.09.2016 г.
  2. Pan'kov A.A. Piezoelectroluminescent optical fiber sensor for diagnostics of the stress state and defectoscopy of composites // Mechanics of Composite Materials. -2017. - Vol. 53, No. 2. - P. 229-242.
  3. Турик А.В., Вандышев Г.К., Зюрюкин Ю.А. Анализ особенностей работы пьезоэлектрического датчика давления на резистивную нагрузку // Радиотехника и электроника. - 2001. - Т.46, №3. - С.372-376
  4. Вандышев Г.К., Зюрюкин Ю.А. Анализ особенностей работы пьезоэлектрического датчика давления на резистивную нагрузку // Радиотехника и электроника. - 2001. - Т.46, №3. - С.372-376
  5. Петров В.М., Бичурин М.И., Srinivasan G. Максвелл-вагнеровская релаксация в магнитоэлектрических композиционных материалах // Письма в ЖТФ.- 2004.-Т.30, №8. - С. 81-87
  6. Турик А.В., Чернобабов А.И., Родинин М.Ю. Гетерогенные мультиферроики: магнитоэлектричество и пьезоэффект // Физика твердого тела. - 2009. -Т.51, №8. - С. 1580-1583
  7. Турик А.В., Радченко Г.С. Гигантский пьезоэлектрический эффект в слоистых композитах сегнетоэлектрик-полимер // Физика твердого тела.-2003.- Т.45, №9. - С. 1676-1679
  8. Паньков А.А. Максвелл-вагнеровская релаксация в пьезокомпозите PVF/феррит с эллипсоидальными включениями в переменном электрическом поле // Журнал радиоэлектроники: электронный журнал.- 2013. -№6. URL: http://jre.cplire.ru/jre/jun13/12/text.pdf
  9. Паньков А.А. Диэлектрическая релаксация в волокнистом композите полиэтилен/феррит // Журнал радиоэлектроники: электронный журнал.-2014. - №2. URL: http://jre.cplire.ru/jre/feb14/1/text.pdf
  10. Михлин С.Г., Смолицкий X.JI. Приближенные методы решения дифференциальных и интегральных уравнений. - М.: Наука. Гл.ред.физ.-мат.лит., 1965. - 384 с.
  11. Васильева А.Б., Тихонов А.Н. Интегральные уравнения. - 2-е, стреотип. изд. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2002. - 360 с.
  12. Полянин А. Д., Манжиров А. В. Справочник по интегральным уравнениям. -М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003. - 608 с.
  13. Латыпов А.Ф. Численные методы решения линейных интегральных уравнений Фредгольма и Вольтерра 1-го рода // Международная конференция «Обратные и некорректные задачи математической физики», посвященная 75-летию академика М.М.Лаврентьева, 20-25 августа 2007 г., Новосибирск, Россия
  14. Электрические характеристики тонкопленочных электролюминесцентных индикаторов / А. И. Гусев, М. К. Самохвалов; под науч. ред. М. К. Самохвалова. - Ульяновск: УлГТУ, 2006. - 125 с.
  15. Хорошун Л.П., Маслов Б.П., Лещенко П.В. Прогнозирование эффективных свойств пьезоактивных композитных материалов. - Киев: Наук. думка, 1989. -208 с.
  16. Sessler G.M. Piezoelectricity in polyvinylidenefluoride // J. Acoust. Soc. Amer. - 1981. - Vol. 70, № 6. - P. 1596-1608