Optovláknový vysokoteplotní senzor pro měření v prostředí s radiací

0537081 - ÚPT 2021 RIV CZ cze L - Prototyp, funkční vzorek
Somer, J. - Helán, R. - Urban, F. - Mikel, Břetislav
Optovláknový vysokoteplotní senzor pro měření v prostředí s radiací.
[Fiber optic high-temperature sensor for measurement in environment with ionizing radiation.]
Interní kód: APL-2020-16 ; 2020
Technické parametry: Konstrukce umožňující měření v prostředí s radiací, měření pomocí odrazu signálu na Braggově vláknové mřížce, pasivní senzor, ke své funkci nepotřebuje napájení elektrickou energií, měřicí rozsah teploty 0 až +1000 °C, přesnost měření ±0,1 %
Ekonomické parametry: Funkční vzorek realizovaný při řešení grantu, s předpokladem smluvního využití s vědeckým a ekonomickým přínosem i po jeho ukončení. Kontakt: Ing. Břetislav Mikel, Ph.D., mikel@isibrno.cz
Grant CEP: GA MV VI20172020099
Institucionální podpora: RVO:68081731
Klíčová slova: optical fiber sensor * fiber Bragg grating * temperature sensor
Obor OECD: Electrical and electronic engineering

Výsledkem je optický vláknový senzor pro měření teploty založený na bázi senzorického prvku využívajícího Braggovy vláknové mřížky. Prezentovaný vzorek využívá jednu Braggovu vláknovou mřížku zapsanou v optickém vlákně z křemenného skla, která převádí změnu teploty optického vlákna v místě mřížky na změnu vlastností optického signálu. Senzorický prvek je umístěn v mikropouzdře z křemenného skla, které je v místě průchodu vlákna uzavřeno zátavem pro dosažení hermetičnosti. Mikropouzdro je vloženo do konstrukce senzoru z nerezavějící oceli s kabelovým vyústěním v chráničce z nerezové oceli pro zajištění vysoké mechanické odolnosti. Měřicí část senzoru má teplotní odolnost až 1000 °C, kabelové vyústění až 600°C. Vzorek byl testován v rozsahu teplot 0 až +1000 °C a v tomto rozsahu bylo dosaženo přesnosti měření ±0,1 % z plného rozsahu. Použitá senzorická vlákna byla testována v radiační komoře pro zjištění odolnosti vůči ionizujícímu záření. Senzorická vlákna úspěšně prošla testem, kdy obdržela dávku 14,2 kGy záření Gamma.

The article is fiber optic sensor for temperature measurement based on fiber Bragg grating. The sample uses one fiber Bragg grating inscribed in silica fiber. Temperature change localized in fiber grating is converted to change of optical signal. Sensing element is embedded in micro-case from fused silica and fiber passing is enclosed by melting to achieve hermetically sealed case. The micro-case with sensing fiber is placed in sensor body made from stainless steel with cable output protected by stainless steel hose. This solution forms sensor with temperature resistance up to 1000 °C. at sensing part and up to 600 °C at cable output from sensor. The sample was tested in temperature range 0 to +1000°C with accuracy ±0.1% full scale range (FSR). The sensing fiber used in sensor construction was tested in radiation chamber to investigate resistance to ionizing radiation. The sensing fiber passed the test with dose 14.2 kGy of Gamma radiation.
Trvalý link: http://hdl.handle.net/11104/0314832