استشعار بصري فائق الدقة في الفضاء الحر
العنوان الرسمي للبراءة
مذبذبات هجينة في الفضاء الحر لتطبيقات المستشعرات فائقة الدقة
العنوان الإنجليزي: Hybrid free space oscillators for ultraprecision sensor applications
الاختراع
الاختراع
المشكلة
قد تولد التغيرات الصغيرة في كثافة الغاز أو حرارته أو تركيبه أو سماكة المادة انزياحات طور بصرية أدق من أن يقيسها استشعار السعة البسيط، لذلك يلزم قياس مستقر دون تلامس.
أهميتها
قد تدعم قياسات الفضاء الحر الحساسة التحكم في العمليات والرصد البيئي وتحديد الغازات وفحص السماكة والقياس العلمي من دون وضع مستشعر على العينة.
النهج
يمرر مذبذب كهروضوئي ضوء ليزر معدلًا عبر منطقة استشعار ويضخم الإشارة مزاحة الطور ويثبتها بخط تأخير ليفي وممدد PZT، ثم يربط الانزياحات الترددية بتغير المادة عبر جدول مرجعي.
الجهات المستفيدة
تشمل الجهات المستفيدة المحتملة مصنعي الأدوات البصرية وشركات التحكم في العمليات ومطوري استشعار الغاز ومختبرات الاختبار غير الإتلافي وباحثي القياس الدقيق.
القيمة المحتملة
تحول البنية اضطرابات الطور في الفضاء الحر إلى إشارات في مجال التردد وتجمع التضخيم البصري وضبط الطور والتحليل الطيفي والتفسير القائم على جدول مرجعي.
الخلفية
الخلفية
يمكن للاستشعار البصري في الفضاء الحر كشف تغير معامل الانكسار أو طول المسار من دون تلامس. وقد تتأثر قياسات الطور المباشرة بالضجيج وصغر الإشارة. وتعيد التغذية الراجعة تدوير الإشارة فيظهر تغير الطور كانزياح ترددي أسهل قياسًا، مع الحاجة إلى الكسب والترشيح والتأخير وضبط الطور. ويستخدم النظام مضخمًا بصريًا وممدد ليف PZT ويقارن الطيف ببيانات معايرة.
نظرة تقنية
نظرة تقنية
يغذي ديود الليزر مقرن 50/50 وعدستين حول منطقة استشعار حرة، ويضخم مضخم بصري الإشارة. تضم حلقة الطور خط تأخير وممدد ليف PZT لإدخال طور مضبوط، وتحول حلقة القياس الضوء إلى إشارة كهربائية وتضخمها وترشحها. ويحدد محلل الطيف الانزياحات ويقارنها الحاسوب بجدول مرجعي لاستنتاج صيغة الغاز أو كثافته أو حرارته أو سماكة جسم.
التطبيقات المحتملة
التطبيقات المحتملة
- استشعار هوية الغاز وكثافته.
- قياس الحرارة دون تلامس.
- فحص سماكة المواد.
- مراقبة العمليات الصناعية.
- أبحاث القياس البصري.
المزايا المدعومة بالمعلومات
المزايا المدعومة بالمعلومات
- يوفر استشعارًا دون تلامس في الفضاء الحر.
- يحول انزياحات الطور إلى انزياحات تردد.
- يستخدم تضخيمًا بصريًا لتعويض الفقد.
- يشمل ضبط طور PZT قابلًا للتحكم.
- يدعم تحديد عدة خصائص بجدول مرجعي.
مرحلة التطوير
مرحلة التطوير
وُصفت بنية نظام وحلقات تحكم ومعالجة إشارة وخصائص قياس مقترحة؛ ولم تثبت حساسية نموذج معاير أو دقته أو انتقائيته أو انجرافه أو أداؤه الميداني. ولم تُتحقق مرحلة التطوير بصورة مستقلة.
الفرصة التجارية
الفرصة التجارية
قد يهم النظام موردي مستشعرات الغاز والتحكم والقياس. ويتطلب تطوير المنتج نموذجًا معايرًا وحساسية ودقة لكل كمية وانتقائية بين الغازات والتأثيرات البيئية وثبات التردد والانجراف وزمن الاستجابة والمقارنة بمرجع وتحمل المحاذاة والسلامة البصرية وخفض التكلفة والتحقق الميداني.
تصنيفات البراءة
تصنيفات البراءة
التصنيف الدولي للبراءات WIPO IPC
- G01D5/353القياس غير المهيأ لمتغير محدد؛ قياس متغيرات متعددة؛ عدادات التعرفة؛ ترتيبات النقل أو التحويل؛ القياس أو الاختبار غير المنصوص عليه في موضع آخر
- G01C9/02قياس المسافات أو المناسيب أو الاتجاهات؛ المسح؛ الملاحة؛ الأجهزة الجيروسكوبية؛ القياس التصويري أو القياس بالفيديو
التصنيف التعاوني للبراءات CPC
- G01C19/64قياس المسافات أو المناسيب أو الاتجاهات؛ المسح؛ الملاحة؛ الأجهزة الجيروسكوبية؛ القياس التصويري أو القياس بالفيديو
- G01C9/02قياس المسافات أو المناسيب أو الاتجاهات؛ المسح؛ الملاحة؛ الأجهزة الجيروسكوبية؛ القياس التصويري أو القياس بالفيديو
- G01D5/35329القياس غير المهيأ لمتغير محدد؛ قياس متغيرات متعددة؛ عدادات التعرفة؛ ترتيبات النقل أو التحويل؛ القياس أو الاختبار غير المنصوص عليه في موضع آخر
المخترعون
المخترعون
- المخترع الأولمحمد يحيى محمد شلبي
- مخترععبدالرحمن م. شلبي
الكلمات المفتاحية
الكلمات المفتاحية
- مذبذب بصري
- استشعار الفضاء الحر
- انزياح الطور
- انزياح التردد
- ممدد ليف PZT
- استشعار الغاز
- قياس السماكة
- محلل طيف
وثيقة البراءة والرسومات
وثيقة البراءة والرسومات
رُبط منشور البراءة بهذا السجل. وتبقى الرسومات داخل الوثيقة، ولم تُزوّد حزمة وسائط عامة منفصلة ومعتمدة للنشر.