磁気スケールと2つのファイバーブラッググレーティングを組み合わせたランダム変位測定

長距離変位測定の課題に取り組んだ。その後、光ファイバー。技術は基礎研究および工業生産の両方で使用することができる。

右の設定で変位を測定することができます。その他の光ファイバの測定。このメソロジーは、産業環境での使用に適しています。

ユーザーはガードレールの磁気スケールを引っ張る必要があります。この方法は、光ファイバー感覚の研究分野に関する洞察を提供することができる。速度や加速度などの他のパラメータを測定するために使用できます。

スキャンフェーズマスク法でファイバーブラッググレーティングを作成します。このためには、水素を搭載した気密容器に1週間入っているシングルモード光ファイバーを使用します。位相マスク技術は、レーザー光を位相マスクを通して光ファイバに集置し、屈折率の周期的変調を作成することを含みます。

2つの繊維が刻まれたら、100度の摂氏オーブンに48時間置いて、残留水素を取り除きます。取得したファイバーグレーティングパラメータは、アニーリングステップの後に変更されなくなりました。適切な磁石で磁気スケールの設計を実施します。

スケールには、その長さに沿って円筒形の磁石のセットを保持するためのスロットがあります。永久磁石の北極と南極は、10ミリメートルのピッチでスケールに沿って交互に行われます。研究の磁石は直径5ミリメートルで、1メートル当たり750キロアンペアの磁化を有する。

離れて固定距離に設定された2検出器は、スケールに沿って移動すると異なる力を感じます。力の位相差が 90 度になるように分離を選択します。この場合、22.5ミリメートル離れた2つの検出器を保持するためにステンレス製のクランプを作成します。

センサーを製造するには、熱硬化性光ファイバーエポキシを調製することから始めます。エポキシが準備ができたら、2つのファイバーブラッググレーティングのいずれかを取得します。繊維の横に定規を配置します。

グレーチングを越えた地点から始めて、繊維に沿って約10ミリメートルを測定し、そこにマークを付けます。光ファイバーストリッパーは、グレーチングから離れてマークされた位置からコーティングを取り除きます。残りのポリマーの表面をアルコールとダストフリーの紙で洗浄します。

完了したら、繊維を高精度の繊維包丁に持って行き、剥がされた領域を切断します。次に、センサーの他の要素を設定します。熱いプレートに150°Cの永久磁石を置き、磁石の上に15ミリメートルのスプリングを置きます。

スプリングエポキシの内側は、マグネットに準備された繊維のグレーチング端。エポキシを摂氏150度で30分間硬化させます。磁石スプリング格子アセンブリを取得し続けます。

さらに、アセンブリの上に行くことができる先細りおよびねじ管を持っている。アセンブリをテーパーチューブの中に入れます。磁石を押してスプリングを圧縮します。

磁石を固定するために粘着テープを使用します。次に、チューブの開いた端にテーパーテールパイプを挿入します。所定の位置に入ったら、エポキシを付けて光ファイバーを取り込み、テールパイプに挿入して内部ファイバと結合します。

ホットプレートに塗布した接着剤を150°Cで硬化させます。ホットプレートの表面に対して、繊維の配向を平行にします。30分後にホットプレートからアセンブリを取り出します。

その後、テープを取り外してバネを力を加え、繊維を海峡にする。チューブから来る繊維の端に融合スプライスとAPCスタイルのシングルモードコネクタ。これは、コネクタをスプライスした後の2つの検出器のうちの1つです。

システムで使用できる状態です。両方の繊維で検出器が作られている場合は、ネジを使用してクランプのスロットに固定します。探知器付きクランプを試験システムに持って行きます。

システムの主なコンポーネントは、磁気スケールに平行なマイクロ変位プラットフォームです。増幅された自発的な放出で造られ、ナノメートルの決断の最低200分の1の動力源および光学スペクトル分析器を用いる高速波の長さの尋問者。マイクロ変位プラットフォームに検出器付きクランプを取り付けます。

磁気スケールの上の検出器の高さを調整し、クランプを固定します。この回路図は、検出器が接続された後の試験システムの概要を示します。尋問者の出力は、3つのポートサーキュレーターの最初のポートに入ります。

そこから、光は検出器に向かいます。検出器からの反射スペクトルは、カップラーを通過し、次にサーキュレータの第2のポートに入ります。サーキュレータからの出力は、光スペクトルアナライザに入力されます。

位置制御回路を使用して、マイクロ変位プラットフォームのステッパーモータを制御します。このコントローラと尋問者をコンピュータに接続します。繊維の力を変えるためにスケールに沿って異なった位置に探知器を置く。

検出器がスケールより適切な高さにあるとき、静的条件下で測定された繊維のひずみによるスケールに沿った変位と中心波長の間にしなじりの関係があります。検出器を、シヌサイドを生成する高さで固定し、動的測定用のパラメータを設定します。ステッパーモーターを使用して検出器を一方向に移動させ、静止させる前に波長シフトを測定します。

次に、検出器を反対方向に移動させながら測定を継続します。次に、センサの温度較正を行う。センサーを機器に接続したままにし、クランプから取り外します。

次に、センサーをホットプレートに置きます。25〜90°Cの温度で中央波の長さの変化を測定します。提示された検出器システムの静電気較正測定は、変位と2つのファイバーブラッググレーティング波長シフトとの関係を明らかにした。

波長シフトは約半ナノメートルです。残りの誤差は10ピソメーター以下です。このプロットは、前方および逆の動きを識別する検出器能力を示しています。

最初は順方向運動で、グレーティング番号2の中心波長は90度の位相で格子番号1の波長を導く。その後、動きは停止し、逆転します。今、グレーチング番号2の中心波長は、格子番号1で90度の遅れです。

これらのデータは、検出器格子番号1が配置されたときに行われた複数の測定値を表し、その極性と磁気スケールの極性が同じであり、極性が反対の場合に行われる測定を表します。10回の測定の過程で、検出器とスケールが同じ極性を持つものは、より安定しています。ここでは、2つの検出器の温度の関数として測定された波長を示します。

温度干渉を考慮すると、検出器の温度感度は同じです。これは温度補償を可能にする。力を積み込み、温度が供給されました。

磁石でスプリングを圧縮することで、この技術を成功させるために不可欠です。この手法は、磁気強度を採用する便利なツールです。磁気力の周期的な変動を直接検出するからです。

その後、変位に変換されます。