Optovláknový senzor pro měření deformace v prostředí s ionizujícím zářením

0537086 - ÚPT 2021 RIV CZ cze L - Prototyp, funkční vzorek
Šifta, R. - Helán, R. - Urban, F. - Mikel, Břetislav
Optovláknový senzor pro měření deformace v prostředí s ionizujícím zářením.
[Fiber optic sensor for strain measurement suitable for environment with ionizing radiation.]
Interní kód: APL-2020-17 ; 2020
Technické parametry: Přesné měření poměrných deformací na konstrukcích, měření pomocí odrazu signálu na Braggově vláknové mřížce, pasivní senzor, ke své funkci nepotřebuje napájení elektrickou energií, konstrukce senzoru umožňující nastavení pracovního bodu až po instalaci pomocí systému předpínání vlákna, měřicí rozsah 0 - 4000 microstrain, přesnost měření ±0,5%, použitelný teplotní rozsah -30 až +60°C
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 * strain sensor
Obor OECD: Electrical and electronic engineering

Výsledkem je optický senzor pro měření poměrných deformací na průmyslových konstrukcích na bázi senzorických prvků využívající Braggovy vláknové mřížky. Prezentovaný vzorek využívá dvojici vláknových mřížek, z nichž jedna je fixována lepením k nosné konstrukci senzoru a zajišťuje měření mechanického napětí a druhá je uložena volně v těle senzoru pro kompenzaci teplotních vlivů na měření. Tělo senzoru je vyrobeno z nerezavějící oceli zajišťující dlouhodobou tvarovou stabilitu. Senzor je možné k měřené konstrukci upevnit pomocí dvojice šroubů. Výchozí pracovní bod měření je možné nastavit předpětím vlákna až po instalaci senzoru, a to za pomoci posuvného jezdce na těle senzoru. Vzorek byl testován v měřicím rozsahu 0-4000 microstrain a teplotním rozsahu -30 až +60°C. Za těchto podmínek dosahovala přesnost měření ±0,5% z měřicího rozsahu. Výsledek byl úspěšně testován na odolnost vůči ionizujícímu záření v radiační komoře, kde v průběhu testování obdržel dávku 10,5kGy záření Gamma.

This article is fiber optic sensor for strain measurement of industrial constructions based on fiber Bragg gratins. The sample uses two fiber Bragg gratings (FBGs). First FBG is fixed to sensor body by adhesive and is used for strain measurement. The second FBG is placed in sensor body loosely and is used for compensation of sensor temperature dependence. The sensor body is made from stainless steel to achieve long term shape stability. The sensor could be mounted to measured construction using two screws. The working point of measurement is set by stretching the measurement fiber by slider on sensor body. The sample was tested in measurement range 0-4000 microstrains and temperature range -30 to +60°C. Measurement accuracy of sensor was 0,5% full scale range (FSR) in these conditions. The sample was also tested in radiation chamber to determinate ionization radiation resistance. The sensor passed the test with dose 10, kGy of Gamma radiation.
Trvalý link: http://hdl.handle.net/11104/0314835