Analiza pracy układu światłowodowych siatek Bragga do pomiarów odkształceń

• Autorzy: Sikora A. , Serwicki T.

Warianty tytułu

EN

Analysis of operation of fibre Bragg gratings system for strain measurement

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przeanalizowano układ pracy światłowodowych siatek Bragga służący do pomiarów odkształceń. W skład układu wchodzą dwie identyczne siatki: czujnika i referencyjna. Detekcję sygnału z siatki czujnika przeprowadzono za pomocą siatki referencyjnej pełniącej funkcję dyskryminatora optycznego. Przeanalizowano pracę sześciu konfiguracji układu, różniącymi się zastosowanymi jednorodnymi siatkami z apodyzacją. Symulacje przeprowadzono dla wybranych parametrów siatek: wartości składowej stałej zmian efektywnego współczynnika załamania siatki δn eff (w zakresie badanym od 5 x10 -4 do 7x10 -4) oraz wybranych długości statki L (w zakresie długości od 2mm do 4 mm). Podano zakresy przetwarzania dyskryminatorów przy założeniu nieliniowości charakterystyki dyskryminatorów mniejszej niż 1% oraz odpowiadające im zakresy pomiaru odkształceń.

EN

This article presents the analysis of fibre Bragg gratings system for strains measurement. The system consists of two identical gratings: sensor and reference. The signal from the sensor grating was detected using a reference grating acting as an optical discriminator. The operation of six discriminators was analysed, with different apodized uniform gratings. Simulations were performed for selected grating's parameters: the constant component of effective index of refraction changes δn eff (over the range from 5 x10 -4 to 7x10 -4) and grating length L (in terms of length from 2mm to 4 mm). Discriminators processing ranges were specified assuming an nonlinearity characteristic of less than 1% and corresponding strain measurement range.

Słowa kluczowe

PL

światłowodowa siatka Bragga; ŚSB; pomiar odkształceń

EN

fibre Bragg grating; FBG; strain measurement

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Poznański Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Logistyka
• Rocznik: 2015
• Tom: nr 4
• Strony: 8281--8287, CD 2
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Sikora A.

• Politechnika Świętokrzyska, Wydział Elektrotechniki, Automatyki i Informatyki, 25-314 Kielce, al. Tysiąclecia Państwa Polskiego 7

autor

Serwicki T.

• Politechnika Świętokrzyska, Wydział Elektrotechniki, Automatyki i Informatyki, 25-314 Kielce, al. Tysiąclecia Państwa Polskiego 7

Bibliografia

• 1. Al-Fakih E., Abu Osman N.A., Mahamd Adikan F.R., The use of fiber Bragg grating sensors in biomechanics and rehabilitation applications: The state-of-the-art and ongoing research topics. Sensors 2012, 12, 12890–12926.
• 2. De Jonckheere J., Narbonneau F., D'Angelo L.T., Witt J., Paquet B., Kinet D., Kreber K., Logierl R., FBG-based smart textiles for continuous monitoring of respiratory movements for healthcare applications, IEEE 2010.
• 3. Dionisio R.P., Lima M. J., Da Rocha J. R. F., Pinto J. L., Teixeira A. J., Numerical methods for fiber Bragg gratings. Proceedings of 5th International Conference on Transparent Optical Networks, Warsaw, Poland, strony 185–188, 2003.
• 4. Dziuba Ł., Skibniewski F., Krej M., Lewandowski J., Czujnik czynności oddechowej oraz pracy serca oparty na światłowodowych siatkach Bragga, Elektronika 8/2011
• 5. Erdogan T.: Fiber grating spectra. J. Lightwave Technol., vol. 15, no. 8, 1997, pp. 1277-1294.
• 6. Carmo J. P., Ferreira da Silva A. M., Rocha R.P., Correia J. H., Application of Fiber Bragg Gratings to Wearable Garments IEEE Sensors Journal, vol. 12, no. 1, 2012
• 7. Jóźwik A., Kaczmarek C., Kaczmarek T., Kaczmarek Z., Optical wavelength discriminator with an apodized uniform fiber Bragg grating. Proceedings of SPIE 5576, 50–53 (2004).
• 8. Kaczmarek Z., Sikora A., Influence of the length of a uniform fiber Bragg grating on the accuracy of measuring an impulsive strain, Optica Applicata, Vol. XXXVIII, No. 2, 2008
• 9. Kashyap R., Fiber Bragg gratings. San Diego Toronto, Academic Press, 1999.
• 10. Othonos A., Kalli K.: Fiber Bragg Gratings. Fundamentals and Applications in Telecommunications and Sensing. Boston London, Artech House, 1999