Une mesure de déplacement aléatoire en combinant une échelle magnétique et deux gratings de vantardise de fibre

Résumé

Un protocole pour créer un capteur de déplacement linéaire à pleine portée, combinant deux détecteurs de grille de vantardise bragg en fibre emballés avec une échelle magnétique, est présenté.

Résumé

Les mesures de déplacement à longue distance à l'aide de fibres optiques ont toujours été un défi tant dans la recherche fondamentale que dans la production industrielle. Nous avons développé et caractérisé un capteur de déplacement aléatoire à base de fibres bragg (FBG) indépendant de la température qui adopte une échelle magnétique comme un nouveau mécanisme de transfert. En détectant les décalages de deux longueurs d'onde du centre FBG, une mesure à pleine portée peut être obtenue à l'échelle magnétique. Pour l'identification de la direction de rotation dans le sens des aiguilles d'une montre et dans le sens inverse des aiguilles d'une montre du moteur (en fait, la direction du mouvement de l'objet à tester), il existe une relation sinusoïdale entre le déplacement et le décalage de longueur d'onde centrale du FBG; à mesure que la rotation dans le sens inverse des aiguilles d'une montre alterne, le décalage de longueur d'onde centrale du deuxième détecteur FBG montre une différence de phase de pointe d'environ 90 degrés. Au fur et à mesure que la rotation dans le sens des aiguilles d'une montre alterne, le décalage de longueur d'onde centrale du deuxième FBG affiche une différence de phase de retard d'environ 90 degrés (-90 degrés). Dans le même temps, les deux capteurs à base de FBG sont indépendants de la température. S'il y a un besoin d'un moniteur à distance sans aucune interférence électromagnétique, cette approche frappante en fait un outil utile pour déterminer le déplacement aléatoire. Cette méthodologie est appropriée pour la production industrielle. Comme la structure de l'ensemble du système est relativement simple, ce capteur de déplacement peut être utilisé dans la production commerciale. En plus d'être un capteur de déplacement, il peut être utilisé pour mesurer d'autres paramètres, tels que la vitesse et l'accélération.

Introduction

Les capteurs à fibres optiques présentent de grands avantages, tels que la flexibilité, le multiplexage de la division de longueur d'onde, la télésurveillance, la résistance à la corrosion et d'autres caractéristiques. Ainsi, le capteur de déplacement de fibre optique a de larges applications.

Pour réaliser des mesures de déplacement linéaireciblées dans des environnements complexes, diverses structures de la fibre optique (par exemple, l'interféromètre Michelson¹, l'interféromètre de cavité Fabry-Perot², la fibre Bragg rrating³, le perte de flexion⁴

Protocole

1. Fabrication de la fibre Bragg râpage

1. Pour améliorer la photosensibilité du noyau de fibre, mettez une fibre standard à mode unique dans une boîte hermétique chargée d'hydrogène pendant 1 semaine.
2. Fabriquez la fibre Bragg grille à l'aide de la technique de balayage phase-masque et une fréquence doublée, laser à ondes continues argon-ion à une longueur d'onde de 244 nm.
   1. Concentrez-vous sur la fibre optique avec une lentille cylindrique et un faisceau laser ultraviolet (UV). Imprimez la grille (modulation périodique de l'indice de réfraction) dans le noyau photosensible à l'aide d'un masque de phase (parallèle à l'axe de fibre) placé devant....

Résultats

La distance, allant de 1 mm à 3 mm^11,entre l'échelle magnétique et le détecteur a permis la détection du déplacement linéaire avec une fonction sinusoïdale. Une distance de 22,5 mm entre deux détecteurs a permis à cette approche de réaliser la détection de la direction du mouvement d'un objet avec une différence de phase de 90 degrés. Les deux détecteurs ont été séparés l'un de l'autre pour(m - 1/4) (m est un entier positif) et (m - 1 /4).......

Discussion

Nous avons démontré une nouvelle méthode pour les mesures aléatoires de déplacement linéaire en combinant une échelle magnétique et deux grilles de Bragg de fibre. Le principal avantage de ces capteurs est le déplacement aléatoire sans limitation. L'échelle magnétique utilisée ici a généré une périodicité du champ magnétique à 10 mm, bien au-delà des limites pratiques des capteurs de déplacement de fibres optiques classiques, tels que le déplacement mentionné par Lin et al.⁷ et Li et al.

Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article

Nom	Entreprise	Numéro de catalogue	Commentaires
ASE	OPtoElectronics Technology Co., Ltd.		Ordinateur 1525nm-1610nm
	Thinkpad		win10
couperet à fibre / CT-32	Fujikura		le diamètre de 125
fibre optique époxy /DP420	henkel-loctite		Rapport 2:1
interrogateur	BISTU		taux d’échantillonnage : pilote de moteur 17kHz
	Zolix		PSMX25
	à trois ports	Thorlab
	Thorlab		50:50
/OSA	Fujikura		AQ6370D
aimant permanent	Shanghai Sichi Magnetic Industry Co., Ltd.		D5x4mm
tuyau en forme	de plastique Topphotonics source d’alimentation
	RIGOL		puissance réglable
fibre monomode	Corning		9/125um
Ressort	tengluowujin		D3x15mm
contrôleur			de

circulateur optique Couple optique Analyseur de spectre optique moteur pas à pas JF24D03M