Wideband fiber-optic acoustic sensor

Kód výsledku v IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F00216305%3A26620%2F26%3A0201245" target="_blank" >RIV/00216305:26620/26:0201245 - isvavai.cz</a>

Výsledek na webu

<a href="https://camat.ceitec.cz/vysledky/fom-sensor/" target="_blank" >https://camat.ceitec.cz/vysledky/fom-sensor/</a>

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

angličtina

Název v původním jazyce

Wideband fiber-optic acoustic sensor

Popis výsledku v původním jazyce

The functional sample of the wideband fiber-optic acoustic sensor is a complete measurement system designed for contactless acoustic field sensing in industrial and harsh environments. The sensor operates on the principle of a Fabry–Perot interferometer formed by a single-mode optical fiber and a carbon-graphene membrane, which transduces incident acoustic waves into cavity length modulation. The acoustic signal is interrogated optically using a dual-wavelength scheme, enabling differential detection with high linearity, enhanced signal-to-noise ratio, and inherent suppression of DC offsets. The sensing head is fully passive and contains no electrically powered components, providing immunity to electromagnetic interference and allowing signal transmission over long optical fibers to a remotely located signal processing unit. The measurement chain includes optical signal generation and conversion, analog signal conditioning, and an industrial-grade control and acquisition system implementing closed-loop stabilization of the interferometer operating point. This feedback control compensates for temperature-induced drift, mechanical stress, and optical power fluctuations, ensuring stable sensitivity during long-term operation. The functional sample supports fully automated sensor setup, calibration, and operation through dedicated software and enables wideband acoustic measurements up to several hundred kilohertz. Owing to its modular architecture, the measurement system is applicable to a broad class of membrane-based Fabry–Perot fiber-optic microphones and is suitable for advanced industrial diagnostics, fault detection, and high-frequency acoustic emission monitoring.

Název v anglickém jazyce

Wideband fiber-optic acoustic sensor

Popis výsledku anglicky

The functional sample of the wideband fiber-optic acoustic sensor is a complete measurement system designed for contactless acoustic field sensing in industrial and harsh environments. The sensor operates on the principle of a Fabry–Perot interferometer formed by a single-mode optical fiber and a carbon-graphene membrane, which transduces incident acoustic waves into cavity length modulation. The acoustic signal is interrogated optically using a dual-wavelength scheme, enabling differential detection with high linearity, enhanced signal-to-noise ratio, and inherent suppression of DC offsets. The sensing head is fully passive and contains no electrically powered components, providing immunity to electromagnetic interference and allowing signal transmission over long optical fibers to a remotely located signal processing unit. The measurement chain includes optical signal generation and conversion, analog signal conditioning, and an industrial-grade control and acquisition system implementing closed-loop stabilization of the interferometer operating point. This feedback control compensates for temperature-induced drift, mechanical stress, and optical power fluctuations, ensuring stable sensitivity during long-term operation. The functional sample supports fully automated sensor setup, calibration, and operation through dedicated software and enables wideband acoustic measurements up to several hundred kilohertz. Owing to its modular architecture, the measurement system is applicable to a broad class of membrane-based Fabry–Perot fiber-optic microphones and is suitable for advanced industrial diagnostics, fault detection, and high-frequency acoustic emission monitoring.

Druh

G_funk - Funkční vzorek

CEP obor

—

OECD FORD obor

20205 - Automation and control systems

Projekt

<a href="/cs/project/TN02000028" target="_blank" >TN02000028: Centrum pokročilých strojů a výrobních technologií</a><br>

Návaznosti

P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Rok uplatnění

2025

Kód důvěrnosti údajů

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Interní identifikační kód produktu

FOM sensor

Číselná identifikace

—

Technické parametry

Měřené veličiny: akustický tlak / akustické pole (včetně ultrazvukové oblasti) Měřicí rozsah: 1 kPa Frekvenční rozsah: 0–400 kHz (omezeno měřicím řetězcem) Vzorkovací frekvence: 1 MS/s Pracovní vlnové délky: 1550 nm, 1552 nm Digitální výstup: data dostupná prostřednictvím řídicí jednotky Analogový výstup: 0-1 V, single-ended Teplotní rozsah closed-loop kompenzace: 13-33 °C Napájení: SPU: ±5 V, je součástí měřicího systému LD: 5 V, je součástí měřicího systému Řídicí jednotka: 9-30 V, je součástí měřicího systému Snímací hlava: bez napájení (pasivní)

Ekonomické parametry

Funkční vzorek širokopásmového optovláknového akustického snímače je prozatím využíván výhradně pro další výzkum a vývoj, komerční využití se v tuto chvíli nepředpokládá, ale je plánováno v budoucnosti po ověření všech metrologických parametrů a dlouhodobé spolehlivosti.

Kategorie aplik. výsledku dle nákladů

—

IČO vlastníka výsledku

00216305

Název vlastníka

Vysoké učení technické v Brně

Stát vlastníka

CZ - Česká republika

Druh možnosti využití

V - Výsledek je využíván vlastníkem

Požadavek na licenční poplatek

A - Poskytovatel licence na výsledek požaduje licenční poplatek

Adresa www stránky s výsledkem

https://camat.ceitec.cz/vysledky/fom-sensor/