Svjetlovodni senzor za mjerenje vibracija

Radom je obuhvaćen razvoj idejnog rješenja i prototipa svjetlovodnog senzora za mjerenje vibracija na osnovi zahtjeva iz projekta pod nazivom “Konstrukcija i izrada prototipa svjetlovodnog senzora za mjerenje vibracija za daljinski nadzor električnih strojeva velikih snaga” koji se provodi na Fakultetu elektrotehnike i računarstva (FER) u Zagrebu. U prvom dijelu rada prikazane su teorijske osnove iz područja optike te su napravljena dva analitička proračuna optičkih značajki senzora u svrhu određivanja maksimalne dozvoljene amplitude pomaka vibrirajuće membrane kao ulaznog podataka u proračun mehaničkih vibracija. Potvrda ispravnosti analitičkih optičkih proračuna dobivena je numeričkom simulacijom tog problema u komercijalnom računalnom programu ZEMAX (licenca FER). U sklopu rada razvijen je poseban programski kod u softverskom paketu MATLAB s ciljem optimizacije mehaničkih komponenti svjetlovodnog senzora. Kod se temelji na analitičkim matematičkim modelima, koji su također u okviru diplomskog rada detaljno razrađeni. Na osnovi podataka iz optičkog proračuna provjereni su načini vibriranja više izvedbi senzora korištenjem razvijenog koda te su preliminarno optimirane dimenzije senzora. Provjera rezultata dobivenih MATLAB kodom učinjena je usporedbom s rezultatima dinamičke analize metodom konačnih elemenata u softverskom paketu FEMAP / NASTRAN za različita idejna rješenja. Temeljem provedenih analiza određene su optimalne dimenzije mehaničkih dijelova senzora. Temeljem ukupnih dobivenih rezultata osmišljeno je konstrukcijsko rješenje te su propisani materijali i tehnologija izrade svih mehaničkih dijelova prototipa senzora uvažavajući ograničenja koja proizlaze iz područja primjene senzora te financijska ograničenja. U tekstu se nalazi detaljan opis konstrukcije uz priložene radioničke crteže. Prototip je izrađen tehnologijom 3D printanja i prikazan na kraju rada. Na samom kraju ispitan je utjecaj otpora okolnog zraka na vibracije membrane primjenom računalne dinamike fluida (CFD)