بررسی نظری آلودگی مایعات توسط حسگر حساس به فاز

در این پروژه تعیین آلودگی مایعات توسط حسگر حساس به فاز بررسی می‏شود. آلودگی مایعات یکی از مسائل مهم در صنعت است. پارامتر مهم در این مساله ضریب‏ شکست مایع موردنظر می‏‏باشد. در این پایان نامه اصول کاری حسگر حساس به فاز مبتنی بر بازتاب‏ داخلی ‏کلی با استفاده از رهیافت‏های اپتیک موجی تشریح خواهد شد. ایده‏ی اصلی حسگر حساس به فاز، استفاده از فاز نور انعکاسی در اثر پدیده‏ی بازتاب‏ داخلی ‏کلی می‏باشد. این پدیده زمانی روی می‏دهد که پرتوی نور تحت زاویه‏ای بزرگ‏تر از زاویه‏ی بحرانی از محیط غلیظ به رقیق بتابد که در نتیجه‏ی آن موج بازتابیده شیفت فازی وابسته به ضریب شکست و زاویه‏ی برخورد کسب می‏کند. حسگر نوری ما شامل یک منشور متساوی‏الساقین قائم‏الزاویه، چند تیغه‏ی ربع‏موج و نیم‏موج و تداخل‏سنج ماخ-زندر می‏باشد. در صورتی‏که زاویه‏ی تیغه‏های ربع‏موج و نیم‏موج درست انتخاب شود، اختلاف‏ فاز نهایی بین دو سیگنال تداخلی مطابق با زاویه‏ی تیغه‏ی نیم‏موج خواهد‏ بود که موجب قابل کنترل بودن حساسیت فازی می‏شود. محاسبات عددی نشان می‏دهند که حساسیت فازی و محدوده‏ی دینامیک اندازه‏گیری با تنظیم زاویه‏ی آنالیزور کنترل می‏شود. حسگر در تماس با سلول جریان مایع قرار می‏گیرد و از این رو تغییر در فاز پرتوی بازتابیده که به معنی تغییر در ضریب شکست مایع موردنظر است به سرعت آشکار می‏شود و از طریق آن می‏توان آلودگی مایع را تشخیص داد.