Odtwarzanie rozkładu odkształcenia przy pomocy światłowodowej siatki Bragga

• Autorzy: Detka M. , Kaczmarek Z.

Warianty tytułu

EN

Distributed strain reconstruction using fiber Bragg grating

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono rekonstrukcję rozłożonego odkształcenia działającego na światłowodową siatkę Bragga na podstawie jej widma odbitego. Wykorzystano do tego celu metodę macierzy przejścia oraz nieliniową metodę optymalizacji Neldera-Meada. Wyniki przeprowadzonych symulacji i odtwarzania profili odkształcenia wskazują na dobrą ich zgodność z oryginalnymi profilami odkształcenie; błędy rekonstrukcji tych profili nie przekraczają pojedynczych procentów.

EN

In this paper, we present a reconstruction of the distributed strain affecting the fiber Bragg grating performed by means of its reflection spectrum. For this purpose, we applied the transfer matrix method and the Nelder-Mead nonlinear optimization method. Reconstruction results of the strain profile carried out on the basis of a simulated reflection spectrum as well as measured reflection spectrum of the FBG indicate good agreement with the original strain profile; the profile reconstruction errors are within the single digit percentage range.

Słowa kluczowe

PL

światłowodowa siatka Bragga; metoda macierzy przejścia; odtwarzanie

EN

fiber Bragg grating (FBG); distributed sensing; transfer matrix method

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2013
• Tom: R. 89, nr 4
• Strony: 84--88
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Detka M.

• Politechnika Świętokrzyska, Katedra Elektrotechniki i Systemów Pomiarowych

autor

Kaczmarek Z.

• Politechnika Świętokrzyska, Katedra Elektrotechniki i Systemów Pomiarowych

Bibliografia

• [1] Kaczmarek Z., Światłowodowe czujniki i przetworniki pomiarowe, Agenda Wydawnicza PAK, (2006), Warszawa.
• [2] Othonos T. A., Kalli K., Fiber Bragg Grating: Fundamentals and Applications in Telecommunications and Sensing, Artech House, (1999), Boston, London
• [3] Azana J., Muriel M. M., Chen L. R., Smith P. W. E., Fiber Bragg grating period reconstruction using time-frequency signal analysis and application to distributed sensing, J. Lightwave Technol., 19 (2001), nr.5, 646-654
• [4] Shi C., Zeng N., Zhang M., Liao Y., Lai S., Adaptive simulated annealing algorithm for the fiber Bragg grating distributed strain sensing, Opt. Commun., (2003), nr.226, 167-173
• [5] Li M., Zeng N, Shi C., Zhang M,. Liao Y., Fiber Bragg grating distributed strain sensing: an adaptive simulated annealing algorithm approach, Optics & Laser Technol., (2005), nr.37, 454-457
• [6] Wójcik W., Kisała P., The application of inverse analysis in strain distribution recovery using the fibre Bragg grating sensors, Metrology and Meas. Syst. XVI (2009), nr. 4, 649-660
• [7] Kisała P., Application of inverse analysis to determine the strain distribution with optoelectronic method insensitive to temperature changes, Appl. Optics, 51 (2012), nr. 16, 3599-3604
• [8] Casagrande F., Crespi P., Grassi A. M., Lulli A., Kenny R. P., Whelan M. P., From the Reflected Spectrum to the Properties of a Fiber Bragg Grating: A Genetic Algorithm Approach with Application to Distributed Strain Sensing, Appl Opt., 41 (2001), nr.25, 5238-5244
• [9] Gill A., Peters K., Studer M., Genetic algorithm for the reconstruction of Bragg grating sensor strain profiles, Meas. Sci. Technol., (2004), nr.15, 1877-1884
• [10] Zhang R., Zheng S., Xia Y., Strain profile reconstruction of fiber Bragg grating with gradient using chaos genetic algorithm and modified transfer matrix formulation, Opt. Commun., (2008), nr. 281, 3476-3485.
• [11] Erdogan T., Fiber grating spectra, J. Lightwave Technol., 15 (1997), nr8, 1277-1294
• 12] Lagaris J. C., Reeds J. A. Wright M. H., Wright P. E., Convergence Properties of the Nelder-Mead Simplex Method in Low Dimensions. Siam J., Optimizat., 9 (1998), nr.1, 112-147
• [13] Kaczmarek Z., Detka M., Wpływ gradient odkształcenia światłowodowej siatki Bragga o stałym okresie na jej charakterystyki spektralne, Pomiary Automatyka Kontrola, (2010), nr.12, 1439-1441