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

Nous avons abordé le défi des mesures de déplacement à longue distance. Vos fibres optiques. La technique peut être utilisée à la fois dans la recherche fondamentale et la production industrielle.

Avec le bon déplacement mis en place peut être mesurée. Autre mesure de la fibre optique. Cette méthologie est appropriée pour une utilisation dans les milieux industriels.

L’utilisateur a juste besoin de tirer l’échelle magnétique sur le rail de garde. Cette méthode pourrait fournir un aperçu du domaine de recherche des sens de la fibre optique. Il peut être utilisé pour mesurer d’autres paramètres tels que la vitesse et l’accélération.

Créez les grilles Fiber Bragg avec la technique du masque de phase de numérisation. Pour cela, utilisez des fibres optiques à mode unique qui ont été dans un récipient étanche à l’air chargé d’hydrogène pendant une semaine. La technique du masque de phase consiste à concentrer un faisceau laser à travers un masque de phase sur une fibre optique pour créer une modulation périodique de son index réfractif.

Une fois que deux fibres sont inscrites, placez-les dans un four à 100 degrés Celsius pendant 48 heures pour éliminer tout hydrogène résiduel. Les paramètres de grilles de fibres récupérées ne changeront plus après l’étape d’annelement. Implémenter la conception de l’échelle magnétique avec les aimants appropriés.

L’échelle a des fentes pour tenir un ensemble d’aimants cylindriques le long de sa longueur. Les pôles nord et sud des aimants permanents alternent le long de l’échelle avec un pas de 10 millimètres. Les aimants de l’étude mesurent 5 millimètres de diamètre et ont une magnétisation de 750 kiloampères par mètre.

2 détecteurs réglés à une distance fixe l’un de l’autre sentiront différentes forces lorsqu’ils se déplaceront le long de l’échelle. Choisissez la séparation afin que les forces aient une différence de phase de 90 degrés. Dans ce cas, créer une pince en acier inoxydable pour maintenir les deux détecteurs à 22,5 millimètres l’un de l’autre.

Pour fabriquer le capteur commencer par préparer la chaleur curable fibre optique époxy. Une fois que l’époxy est prêt obtenir l’une des deux grilles Fiber Bragg. Placez une règle à côté de la fibre.

À partir d’un point juste au-delà de la grille, mesurer environ 10 millimètres le long de la fibre et y placer une marque. La décapant à fibres optiques, enlever le revêtement de la position marquée loin de la grille. Nettoyez la surface de tout polymère restant avec de l’alcool et du papier sans poussière.

Une fois fait, prendre la fibre à un couperet de fibre de haute précision pour fendre la région dépouillée. Ensuite, configurer d’autres éléments du capteur. Placez un aimant permanent sur une plaque chaude à 150 degrés Celsius, puis placez un ressort de 15 millimètres sur le dessus de l’aimant.

À l’intérieur de l’époxy de ressort, l’extrémité râpante de la fibre préparée à l’aimant. Laissez l’époxy guérir à 150 degrés Celsius pendant 30 minutes. Pour continuer à obtenir l’assemblage de grille de ressort aimant.

En outre, avoir un tube conique et fileté qui peut passer sur l’assemblage. Placez l’assemblage à l’intérieur du tube conique. Poussez l’aimant pour compresser le ressort.

Utilisez du ruban adhésif pour fixer l’aimant en position. Ensuite, insérez un tuyau d’échappement conique à l’extrémité ouverte du tube. Une fois qu’il est en place, obtenir la fibre optique avec de l’époxy à son extrémité et l’insérer dans le tuyau d’échappement pour se lier avec la fibre interne.

Guérir l’adhésif appliqué sur une plaque chaude, à 150 degrés Celsius. Avoir la fibre orientée parallèle à la surface de la plaque chaude. Après 30 minutes, récupérer l’assemblage de la plaque chaude.

Ensuite, retirez le ruban pour permettre au ressort d’appliquer une force, pour enduir la fibre. Connecteur à mode unique de style Fusion et APC à l’extrémité de la fibre provenant du tube. C’est l’un des deux détecteurs après avoir épissé le connecteur.

Il est prêt à être utilisé dans le système. Lorsque des détecteurs ont été faits des deux fibres les fixer dans la fente de la pince à l’aide d’une vis. Prenez la pince avec les détecteurs au système de test.

Les composants principaux des systèmes sont une plate-forme de micro-déplacement parallèle à l’échelle magnétique. Un interrogateur de longueur d’onde à grande vitesse avec intégré dans l’émission spontanée amplifiée et est source d’énergie et un analyseur de spectre optique avec un minimum de 200e d’une résolution nanométrique. Monter la pince avec les détecteurs à la plate-forme de micro-déplacement.

Ajustez la hauteur des détecteurs au-dessus de l’échelle magnétique et fixez la pince. Ce schéma donne un aperçu du système d’essai après que les détecteurs ont été connectés. La sortie de l’interrogateur va dans le premier port d’un circulateur de trois ports.

De là, la lumière s’allume sur les détecteurs. Les spectres de réflexion des détecteurs passent à travers un cupulaire, puis dans le deuxième port du circulateur. La sortie du circulateur est entrée à l’analyseur de spectre optique.

Utilisez un circuit de contrôleur de position pour contrôler le moteur stepper de la plate-forme de micro-déplacement. Connectez ce contrôleur et l’interrogateur à un ordinateur. Placez les détecteurs à différentes positions le long de l’échelle pour varier la force sur les fibres.

Lorsque les détecteurs sont à une hauteur appropriée au-dessus de l’échelle, il ya une relation sinusoïdienne entre le déplacement le long de l’échelle et les longueurs d’onde centrale se déplace en raison de la tension dans les fibres mesurées dans des conditions statiques. Fixez les détecteurs à la hauteur qui produit un sinusoïde et définissez le paramètre pour les mesures dynamiques. Mesurez les changements de longueur d’onde tout en utilisant le moteur stepper pour déplacer les détecteurs dans une direction sur une distance avant de les amener au repos.

Ensuite, continuez les mesures tout en déplaçant les détecteurs dans la direction opposée. Ensuite, effectuez l’étalonnage de température des capteurs. Gardez les capteurs connectés aux instruments, mais retirez-les de la pince.

Placez ensuite les capteurs sur une plaque chaude. Mesurez leur variation de la longueur des vagues centrales à des températures de 25 à 90 degrés Celsius. Les mesures statiques d’étalonnage du système de détecteur présenté, ont indiqué la relation entre le déplacement et le décalage de longueur d’onde de râpeurs de deux bragg de fibre.

Les changements de longueur d’onde sont d’environ un demi-nanomètre. Les erreurs résiduelles sont inférieures à 10 picomètres. Cette intrigue démontre la capacité des détecteurs à identifier le mouvement vers l’avant et l’inverse.

Initialement avec le mouvement vers l’avant, la longueur d’onde centrale de râpage numéro 2 conduit celle de râpage numéro 1 par une phase de 90 degrés. Puis, le mouvement s’arrête et s’inverse. Maintenant, la longueur d’onde centrale du numéro de grille 2 est à la traîne de celle du numéro de grille 1 par 90 degrés.

Ces données représentent de multiples mesures effectuées lorsque le détecteur râpant numéro 1 est positionné de sorte que sa polarité et celle de l’échelle magnétique sont les mêmes et les mesures effectuées lorsque les polarités sont opposées. Au cours de dix mesures, celles où le détecteur et l’échelle ont la même polarité sont plus stables. Voici la longueur d’onde mesurée en fonction de la température pour les deux détecteurs.

Lorsque les interférences de température sont prises en compte, la sensibilité à la température des détecteurs est la même. Ce qui permet une compensation de température. Chargeaient la force et la température était de l’approvisionnement.

En comprimant le ressort avec un aimant est essentiel pour le succès avec la technique. Cette technique peut être un outil utile employer les forces magnétiques. Parce qu’il détectera la variation périodique de la force magnétique directement.

Qui se transforme alors en déplacement.