Потеря в весе или объеме товара?

  • автор:

Измерение потерь на отражение

⇐ ПредыдущаяСтр 9 из 10

Величина потерь на отражение очень важна при построении линий связи имеющих быстродействие более 500 Мбит/с. Как правило, такие линии строятся на одномодовых оптических кабелях. В качестве излучателей передающих оптических модулей используются быстродействующие полупроводниковые лазеры, работающие в одномодовом режиме. При наличии обратного отражения одномодовый режим работы лазера нарушается, связь может оказаться неустойчивой. Потери на отражение определяются по формуле:

где Pr — интенсивность отраженного излучения;

Pin — интенсивность излучения на выходе оптического полюса измеряемого компонента.

Знак минус в формуле намеренно отсутствует, что ведёт к отрицательным значениям для потерь на отражение. Лучшими характеристиками обладают соединители с более низкими вносимыми потерями (ближе к 0 дБ) и более низкими (более отрицательными) потерями на отражение.

Основным фактором, вносящим вклад в обратное отражение, является френелевское отражение вследствие воздушного зазора S между торцами волокон. Наиболее общее выражение для коэффициента отражения имеет вид :

где n1 — показатель преломления сердцевины волокна, n — показатель преломления среды в зазоре. Непараллельность торцов приводит к разным значениям зазора S для разных участков сердцевины. В этом случае происходит усреднение по осцилляциям синуса, а потери на отражение определяются как

При n1 = 1,5 и n = 1, b = -11 дБ.

Для уменьшения обратных отражений применяют специальные меры. Значительное уменьшение зазора достигается при сферической поверхности торцов, что позволяет обеспечить физический контакт волокон (physical contact, PC). Существует три градации физического контакта, отличающиеся уровнем потерь на обратное отражение: РС -30 дБ, SuperPC менее -40 дБ, UltraPC менее -50 дБ.


Наиболее эффективным способом борьбы с обратными отражениями является использование оптических соединителей со скошенными торцами наконечников (angled PC, APC). При скошенном торце даже, если не будет физического контакта, сильный отражённый сигнал не распространяется обратно по сердцевине волокна, а попадает в оболочку. За счет скоса торца наконечников на 8 градусов удается снизить потери на отражение до -70 дБ.

Измерение коэффициента обратного отражения может быть проведено рефлектометром. Амплитуда импульса отражённого сигнала характеризует коэффициент обратного отражения и потери на отражение. Недостатком метода является невысокий динамический диапазон измерений, связанный с тем, что сигнал имеет импульсную форму и, следовательно, занимает широкий спектр частот. Чем шире спектр измерительного сигнала, тем соотношение сигнал/шум измерителя меньше.

Измеритель потерь на отражение, структурная схема которого представлена на рис. 19, свободен от отмеченного недостатка так как использует более узкополосный измерительный сигнал, представляющий собой оптическое излучение, формируемое полупроводниковым источником, промодулированное по интенсивности задающим генератором, вырабатывающим синусоидальное напряжение .

Генератор синусоидальных сигналов модулирует интенсивность излучения полупроводникового источника излучения. Это излучение проходит ответвитель и разветвитель. Ответвитель установлен таким образом, что одна десятая часть излучения направляется на вход опорного фотоприемник. Опорный фотоприемник необходим для оперативного отслеживания нестабильности мощности источника оптического излучения в процессе проведения измерений. Разветвитель предназначен для регистрации излучения обратного рассеяния от объекта контроля. Для регистрации измертельного сигнала служит основной фотоприемник. Для повышения динамического диапазона измерний используется узкополосный усилитель с синхронным детектором. Эквивалентная полоса пропускания такого усилителя составляет доли герц. Обработка измерительных сигналов, преобразованных в цифровую форму аналого-цифровыми преобразователями (АЦП) осуществляется микропроцессорным блоком обработки.

Пусть необходимо измерить потери на отражение оптического разъемного соединителя. Для измерения потерь на отражение производится три измерения. При первом измерении регистрируется мощность из выходного полюса контролируемого соединителя Ро, см. рис. 20.

Второе измерение, см. рис. 21, необходимо для регистрации оптической мощности отразившаяся от границы раздела двух сред — выходного полюса измеряемого соединителя и иммерсионной жидкости, Pu. При этом в сигнале будет присутствовать фоновая мощность Pф, включающая отражения от промежуточных соединителей и часть мощности прямого канала ответвителя за счёт конечного значения переходного затухания. Pr1 = Pu + Pф. Для измерения отраженной мощности понадобится вспомогательный оптический шнур, соединяющий оптический вход со вторым оптическим выходом.

Третье измерение производят при состыкованном соединителе, см. рис. 22. При этом регистрируется оптическпая мощность отразившаяся от границы раздела двух сред — выходного полюса соединительного кабеля и иммерсионной жидкости, Pu, фоновая мощность Pф, мощность отразившаяся от контакта наконечников соединителя Р’. Pr2 = Pu + Pф + Р’.

Разность показаний измерений, проведенных по схемам на рис. 21 и 22, даёт значение мощности, отразившейся от места стыка в измеряемом соединителе. Р’ = Pr2 — Pr1.

Коэффициент потерь на отражение находится из отношения полученной разности к мощности из выходного полюса контролируемого соединителя Ро. Обычно этот коэффициент выражается в децибелах.

Литература:

1. Убайдулаев Р.Р. Волоконно-оптические сети. М., «Эко-трендз», 1998 г.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:

Возвратные потери, коэффициент отражения и коэффициент стоячей волны служат для оценки согласованности/совпадения комплексных сопротивлений (электрических импедансов) источника, нагрузки и линии передачи. Рассмотрим физический смысл данных параметров и их взаимосвязь.

Определения

Возвратные потери (обратные потери, return loss) – это потери мощности в сигнале, возвращенном/отраженном от неоднородности в линии передачи или оптоволокне. Данная величина, как правило, выражается в децибелах (дБ):

\

где

  • RLдБ – возвратные потери в децибелах;
  • Pпад – падающая мощность;
  • Pотр – отраженная мощность.

Коэффициент отражения по напряжению, Γ – отношение комплексных амплитуд напряжений отраженной и падающей волн.

\

Коэффициент отражения определяется комплексными сопротивлениями нагрузки Zнагр и источника Zист:

\

Обратите внимание, что отрицательный коэффициент отражения означает, что отраженная волна сдвигается по фазе на 180°.

Коэффициент стоячей волны (КСВ, КСВН, коэффициент стоячей волны по напряжению, SWR, VSWR) – отношение наибольшего значения амплитуды напряжения стоячей волны к наименьшему.

\

Поскольку неравномерность распределения амплитуды стоячей волны вдоль линии обусловлена интерференцией («сложением и вычитанием») падающей и отраженной волн, то наибольшее значение амплитуды Uст.волн.max волны вдоль линии (то есть значение амплитуды в пучности) составляет:

Uпад + Uотр

а наименьшее значение амплитуды (то есть значение амплитуды в узле) составляет

Uпад – Uотр

Следовательно

\

Взаимосвязь между КСВ, возвратными потерями и коэффициентом отражения

С помощью подстановки в формулы, приведенные ниже, и их простого преобразования можно получить следующее:

\ \ \ \ \ \

Таблица преобразования значений КСВ, возвратных потерь и коэффициента отражения

Экология СПРАВОЧНИК

На сводную диаграмму рис. 280 нанесен годовой ход элементов внешнего теплового баланса и некоторых других характеристических величин. Кривая 1 выражает годовой ход поступления солнечного тепла в прямом потоке солнечных лучей и в диффузном потоке от облаков. Она вычислена на основании диаграммы рис. 236, построенной для различных широт и на основании приближенного учета коэффициента использования по примеру рис. 238. Здесь пренебрегается потерями тепла на отражение от поверхности воды, льда, снега и тем самым до некоторой степени компенсируется отсутствие данных о выделении тепла при конденсации водяного пара на поверхности моря, нередкой в этих широтах. Годовой ход температуры воздуха выражает кривая 2, причем масштаб ее ординат нанесен справа от диаграммы. Кривая 3 представляет изменения толщины ледяного покрова в сантиметрах (цифры, проставленные слева от диаграммы, показывают и эту толщину, и количество калорий, теряемых за сутки с квадратного сантиметра поверхности моря). Лед образовался около 20 октября. Его сплошной слой перестал существовать около 8 июля следующего года, после чего по поверхности моря плавали лишь отдельные льдины, продолжавшие таять до конца сентября.

В книге нашел отражение выделившийся в последние годы социальный аспект потерь нефти и нефтепродуктов, влияние их на окружающую среду, уделено некоторое внимание зарубежному опыту борьбы с потерями нефти и нефтепродуктов.

Для полноты картины на рис. 498 воспроизведены пути лучей второго рода, испытывающих отражения как от дна, так и от поверхности моря. Совершенно очевидно, что на таких путях происходит большая потеря энергии звуковых волн .

Экологическая форма — это отражение приспособленности самых различных в систематическом отношении организмов к отдельным экологическим факторам, выступающим в процессе эволюции в качестве лимитирующих. Например, деление растений на гигрофиты (влаголюбивые), мезофиты (средней требовательности к влаге) и ксерофиты (сухолюбивые) отражает их отношение к конкретному экологическому фактору — влаге. Однако среди ксерофитов можно обнаружить совершенно разные жизненные формы, направленные на сокращение потерь влаги. Одни, как например кактусы, обладают способностью сохранять и запасать ее, а другие (саксаул) — сформировались с адаптациями, направленными на сокращение транспирации.

То же распределение энергии представлено графически на рис. 453. Оно очень напоминает распределение энергии при диффузном отражении света от матовой поверхности по закону Ламберта. Отличие, которое проявляется в данном случае, совершенно понятно: здесь свет распространяется в одной и той же среде, между тем как в случае отражающей поверхности лучи вы-ходят из более преломляющей среды в менее преломляющую, причем должна иметь место потеря энергии на отражение от пограничной поверхности.

При распространении акустических волн в воде приходится считаться с потерями энергии не только на пути от датчика до дна и на самом дне (благодаря неполному отражению), но, разумеется, и на обратном пути. Следовательно, поглощение и рассеяние звука в самой водной среде в данном случае играют важнейшую роль: волнам приходится фактически проходить двойной путь в воде.

Уже отмечалось, что единственным первичным источником внешней энергии на Земле является световое и тепловое излучение Солнца (см. гл. 2). Ежегодно на земную поверхность падает около 21-1023 кДж, из этой величины на участки Земли, покрытые растениями, а также на водоемы с содержащейся в них растительностью приходится только около 40%. С учетом потери энергии радиации вследствие отражения и других причин, а также энергетического выхода фотосинтеза, не превышающего 2%, общее количество энергии, запасаемой ежегодно в продуктах фотосинтеза, выразится величиной порядка 20-1022 кДж. Кроме создания чистой продукции, живой покров суши использует захваченную им энергию Солнца для процесса дыхания. Эти энергетические затраты составляют около 30—40% энергии, расходуемой на создание чистой продукции. Таким образом, растительность суши преобразует суммарно (на дыхание и создание чистой продукции) около 4,2-1018 кДж в год солнечной энергии.

Недостаточная заинтересованность горнодобывающих предприятий в снижении потерь коренилась в том, что потери не всегда или не в полной мере наносили экономический ущерб предприятию (Мельников, Агош-ков, 1969, с. 40). Из двух частей экономических последствий от потерь входит в себестоимость добычи только одна — рост амортизации капитальных затрат и стоимости подготовки очистной выемки на 1 т извлеченных запасов. Вторая же часть ущерба от потерь — рост удельных затрат на разведку 1 т запасов и недополученная народным хозяйством прибыль от потерянного полезного ископаемого — не находила отражения в себестоимости добычи, а покрывалась из общегосударственных средств. От потерь полезных ископаемых страдало не горнодобывающее предприятие, а народное хозяйство в целом.

Ударная волна любых взрывов при производственных авариях вызывает большие людские потери и разрушения элементов сооружений. Размеры зон поражения от взрывов возрастают с увеличением их мощности. Действие ударной волны на элементы сооружений характеризуются сложным комплексом нагрузок: прямое давление, давление отражения, давление обтекания, давление затекания, нагрузка от сейсмовзрывньгх волн и т. д.

Обработка выполнялась по попарно объединенным ансамблям трасс ОГТ для повышения кратности на временах нижнепермского интервала примерно до 15-17. В повышении качества результатов по пермским горизонтам в сравнении с ранней обработкой в значительной степени сказалась наработанная опытом настройка параметров процедур. Удвоение накопления трасс ОГТ не могло влиять на выполнение потрассных операций повышения сигнал/помеха и разрешенности. Но оно позволило высокое качество коррекции статики и кинематики для оптимального суммирования ограниченного ансамбля трасс ОГТ, чтобы исключить потери в разрешенности суммарных волновых пакетов отражений.

В объемных поглотителях используется объемное поглощение электромагнитной энергии за счет внесения электрических или магнитных потерь. Поглощающие материалы этого типа состоят из основы и наполнителя. В качестве основы используются различные каучуки, пенопласты и другие органические связующие. В качестве наполнителей используются порошки графита, угольной и ацетиленовой сажи, порошки карбонильного железа, ферриты, тонкие металлические волокна и т. п. Количество наполнителя достигает 40% (массовых). При дальнейшем увеличении концентрации металлических частиц мощность поглощенной энергии уменьшается из-за увеличения отражения от металлических образований. Для уменьшения эффекта отражения внешние слои поглотителя имеют незначительные концентрации наполнителя по сравнению с более глубокими слоями. Внешняя поверхность объемных поглотителей часто выполняют в виде шипов, имеющих форму конуса или пирамиды (аналогично конструкции, изображенной на рис. 3.5). Для защиты от внешних источников ЭМП стены зданий можно покрывать пористым бетоном с примесью графита, волосяными матами, пропитанными неопреном и угольной сажей, многослойными строительными материалами и т. п.

Строгое определение коэффициентов К , Кп, Кщ, представляет некоторые трудности, так как в реальных случаях не удается вычислить части отраженной, поглощенной энергии падающей звуковой волны. При отражении, например, имеет место как направленное отражение, так и рассеянное (диффузное). При поглощении имеет место как чистое поглощение, так и потери на рассеяние, просачивание через щели, отверстия. В частности, при отражении звуковой волны имеет место и ее поглощение в какой-то степени на границе раздела двух сред. Поэтому на практике часто применяется коэффициент экстинкции (ослабления). Этот термин имеет более широкий смысл.

Для повышения чувствительности локального анализа обычно используют многох9довые кюветы (наиболее распространена оптическая система Уайта с переменным числом ходов). Из-за потерь на зеркалах увеличение числа 5 прохождений света целесообразно только в известных пределах, так как отношейие сигнал/шум понижается при уменьшении хРо. При базе /=1 м это обеспечивает длину 50 м хода луча через исследуемый газ. При ¿=50 м и типичном значении к( ) —10 см-1 для сильных линий атмосферных газов получаем из формулы (6.4) Спи„=2-10-6%.

Физико-химическая, природа кольматажа. Для обработки грунтов с целью снижения их водопроницаемости особое значение приобретают поверхностно-активные вещества (ПАВ), которые могут быть использованы для улучшения физико-химических свойств грунтов, повышения их водоустойчивости и снижения фильтрационных потерь. Концентрируясь на поверхностях раздела, они образуют тончайшие адсорбционные слои, резко изменяющие природу и свойства поверхностей. Несмотря на сравнительно высокую стоимость, применение ПАВ экономически оправдано. Применение ПАВ в дорожном и аэродромном строительстве, для улучшения глинистых растворов при бурении нефтяных и газовых скважин нашло отражение в ряде работ . Эти работы показывают, что применение ПАВ для создания гидрофобной структуры достаточно обосновано теоретически и, безусловно, перспективно для гидромелиоративного строительства.

Для УФ- и оптического диапазонов размер клетки по сравнению с длиной волны достаточно велик, например клетки диаметром 5 мкм превышает длину волны приблизительно в 30 раз. Однако «антенные системы» клеток, создаваемые с помощью КВЧ-диа-пазона, могут достаточно эффективно направлять волны оптического и УФ-диапазонов на значительные расстояния при приемлемых потерях в плотности потока без утраты когерентности этих волн. Так, в 1990 г. А.Г. Гуревич впервые опубликовал обнаруженное явление влияния живых организмов друг на друга с помощью излучаемых ими волн УФ-диапазона, причем отражение или поглощение этих излучений нарушало это взаимодействие.

Модой или типом колебаний оптического резонатора называют такое пространственное распределение слабо затухающего электромагнитного поля, которое не изменяется со временем. Это поле можно рассматривать как многократно отражающуюся от зеркал волну. Мода резонатора затухает со временем, так как часть энергии выходит из открытой системы. Потери в резонаторе определяются дифракционными потерями на краях зеркал с конечной апертурой за счет потерь в рабочей среде и на отражение от поверхностей зеркал. Разность частот соседних продольных мод равна =фЬ.

Механизм процесса испарения воды и теплоотдачи с поверхности соприкосновения ее с воздухом (Зи может быть представлен следующим образом. Согласно кинетической теории газов, молекулы воды находятся в беспорядочном тепловом движении, так как скорости их неодинаковые. Те молекулы, которые обладают наибольшей скоростью (точнее, наибольшей кинетической энергией), вырываются в пространство, расположенное над поверхностью воды. При столкновении с молекулами воздуха эти молекулы воды изменяют величину и направление своего движения, вследствие чего часть из них отражается обратно к поверхности воды, от которой вновь они могут отразиться или поглотиться водой. Часть же вырвавшихся или отраженных от поверхности воды молекул удаляется от поверхности воды, проникает в воздух в результате диффузии и конвекции и уже безвозвратно теряется водой, образуя пары воды и воздуха. Эта потеря части молекул воды и составляет сущность процесса испарения, сопровождающегося переносом вещества (массы) или так называемым массообменом. Но поскольку испарение связано с затратой тепла на изменение агрегатного состояния, то оно вызывает поток тепла фи только от воды к воздуху, т. е. охлаждение воды.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *