System do pomiaru naprężeń bazujący na ciągłych czujnikach światłowodowych

2009-01-16 Katarzyna Małysa

Firma EC Test Systems ma przyjemność przedstawić Państwu innowacyjny produkt będący alternatywą dla tradycyjnych pomiarów tensometrycznych oparty na ciągłych czujnikach światłowodowych typu FBG. Sensory bazujące na włóknach światłowodowych znajdują zastosowanie w testach kompozytów, w pomiarach testujących poprawność wykonania konstrukcji czy przy długotrwałym monitoringu.

Czujniki światłowodowe z siatką Bragga (czujniki typu FBG) są to nowatorskie sensory skonstruowane na rdzeniu ze standardowego światłowodu. Zasada działania takiego czujnika bazuje na liniowej zmianie długości fali Bragga mierzonej w szerokim zakresie. Siatka dyfrakcyjna, umiejscowiona na strukturze włókna, rejestruje zmiany współczynnika załamania światła wzdłuż rdzenia. Wahania długości fali świetlnej są wprost proporcjonalne do zmian temperatury i naprężenia.

Wyniki pomiarów z niezliczonej ilości czujników FBG, zamocowanych na pojedynczym światłowodzie, mogą być odczytywane jednocześnie przy użyciu jednego urządzenia – interrogatora. W efekcie powstaje system pomiarowy monitorujący w czasie rzeczywistym naprężenia i/lub temperaturę dużej struktury.

Firma EC Test Systems wprowadziła do swojej oferty produkty brytyjskiej firmy SmartFibres. Szeroki wybór sensorów wraz z wielokanałowymi interrogatorami pozwala na dobranie systemu pomiarowego do każdej struktury niezależnie od jej wielkości czy materiału z którego jest zbudowana.

 

Pomiarowy system światłowodowy:

Typowy system pomiarowy do zastosowania przy wielopunktowych pomiarach siły, temperatury lub innych wielkości, oparty na czujnikach FBG składa się z:

  • Siatki czujników

Zespół czujników FBG zamocowanych na strukturze lub zatopione w jej wnętrzu.

  • Interrogatora

Optoelektryczne urządzenie gromadzące wyniki pomiarów z każdego z oddzielnych czujników.

  • Urządzenia do obróbki danych

Przenośny komputer służący do obróbki danych pomiarowych zarejestrowanych przez interrogator.

 

Zalety stosowania czujników optycznych:

  • możliwość zamocowania dużej ilości czujników na badanej strukturze,
  • możliwość umieszczania czujników w środku struktury (zatapianie w betonie, kompozycie),
  • możliwość utworzenia gęstej siatki punktów pomiarowych,
  • możliwość stosowania czujników FBG w ciężkich, eksplozyjnych warunkach,
  • możliwość zdalnego monitorowania i odczytywania wyników,
  • brak konieczności osobnego zasilania,
  • brak konieczności kalibracji,
  • wysoka wytrzymałość zmęczeniowa czujników, odporność na zgięcia i wpływ czynników chemicznych,
  • wysoka odporność na korozję i starzenie,
  • monitoring uszkodzeń realizowany bez ingerencji w wytrzymałość konstrukcji,
  • możliwość stałego zamontowania czujników na strukturze i okresowego sczytywania pomiarów za pomocą interrogatora,
  • niewielki rozmiar i waga czujników.