Een meting van willekeurige verplaatsing door het combineren van een magnetische schaal en twee Gratingen van vezel Bragg

We hebben de uitdaging van lange afstandsverplaatsingsmetingen aangepakt. Je dan, optische vezels. De technische kan worden gebruikt in zowel fundamenteel onderzoek als industriële productie.

Met de juiste opstelling kan de verplaatsing worden gemeten. Andere gemeten van de optische vezel. Deze metrologie is geschikt voor gebruik in industriële omgevingen.

De gebruiker hoeft alleen maar de magnetische weegschaal op de vangrail te trekken. Deze methode kan inzicht geven in het onderzoeksgebied van optische vezels. Het kan worden gebruikt om andere parameters te meten, zoals snelheid en versnelling.

Maak de Fiber Bragg roosters met de scanfase-masker techniek. Gebruik hiervoor single mode optische vezels die al een week in een luchtdichte container met waterstof zijn belast. De fase-masker techniek omvat het scherpstellen van een laserstraal door middel van een fase-masker op een optische vezel om periodieke modulatie van de brekingsindex te creëren.

Zodra twee vezels zijn ingeschreven, plaats ze in een 100 graden Celsius oven voor 48 uur om eventuele resterende waterstof te verwijderen. De opgehaalde vezel roosters parameters zal niet meer veranderen na de annealing stap. Implementeer het ontwerp van de magnetische weegschaal met de juiste magneten.

De weegschaal heeft sleuven om een set cilindrische magneten over de lengte te houden. De noord- en zuidpool van de permanente magneten wisselen langs de schaal af met een 10 millimeter toonhoogte. De magneten in de studie hebben een diameter van 5 millimeter en hebben een magnetisatie van 750 kiloamperes per meter.

2 detectoren op een vaste afstand uit elkaar zullen verschillende krachten voelen als ze langs de schaal bewegen. Kies de scheiding zodat de krachten een faseverschil van 90 graden hebben. In dit geval maak een roestvrijstalen klem om de twee detectoren 22,5 millimeter uit elkaar te houden.

Om de sensor te fabriceren beginnen met het voorbereiden van warmte te genezen glasvezel epoxy. Zodra de epoxy klaar is krijg een van de twee Fiber Bragg roosters. Plaats een liniaal naast de vezel.

Vanaf een punt net voorbij het rooster, meet ongeveer 10 millimeter langs de vezel en plaats een merk daar. De glasvezel stripper, verwijder de coating uit de gemarkeerde positie uit de buurt van het rooster. Reinig het oppervlak van een resterende polymeer met alcohol- en stofvrij papier.

Wanneer gedaan, neem de vezel naar een hoge precisie vezel hakmes te klijpen de gestripte regio. Stel vervolgens andere elementen van de sensor in. Zet een permanente magneet op een hete plaat op 150 graden Celsius, plaats dan een 15 millimeter veer op de top van de magneet.

Binnen de veer epoxy het rooster einde van de bereide vezel aan de magneet. Laat de epoxy 30 minuten op 150 graden celsius genezen. Om door te gaan met de magneet veer rooster montage.

Bovendien, hebben een taps toelopende en schroefdraad buis die kan gaan over de montage. Plaats de montage in de taps toelopende buis. Druk op de magneet om de veer te comprimeren.

Gebruik plakband om de magneet op zijn plaats te bevestigen. Plaats vervolgens een taps toelopende uitlaat aan de open kant van de buis. Zodra het op zijn plaats is, krijgt optische vezel met epoxy aan het eind en steek het in de staartpijp om met de interne vezel te verbinden.

Genees de aangebrachte lijm op een hete plaat, op 150 graden Celsius. Hebben de vezel georiënteerd parallel aan het oppervlak van de hete plaat. Haal na 30 minuten de montage van de kookplaat.

Verwijder vervolgens de tape zodat de veer een kracht kan toepassen, om de vezel te sijden. Fusion splice en APC stijl single mode connector aan het einde van de vezel afkomstig van de buis. Dit is een van de twee detectoren na het splitsen van de connector.

Het is klaar voor gebruik in het systeem. Wanneer detectoren zijn gemaakt van beide vezels vast te stellen in de sleuf van de klem met behulp van een schroef. Breng de klem met de detectoren naar het testsysteem.

De belangrijkste componenten van de systemen zijn een microverplaatsingsplatform dat parallel loopt aan de magnetische schaal. Een hoge snelheid golf lengte ondervrager met ingebouwde versterkte spontane emissie en is krachtbron en een optische spectrum analyser met een minimum 200ste van een nanometer resolutie. Monteer de klem met de detectoren op het microverplaatsingsplatform.

Pas de hoogte van de detectoren boven de magnetische weegschaal aan en bevestig de klem. Dit schema geeft een overzicht van het testsysteem nadat de detectoren zijn aangesloten. De output van de ondervrager gaat naar de eerste haven van een driepoort circulatie.

Vanaf daar gaat het licht door naar de detectoren. Reflectie spectra van de detectoren passeren een kopje, en vervolgens in de tweede poort van de circulatiepomp. De output van de circulatiepomp wordt ingevoerd in de optische spectrumanalyser.

Gebruik een positieregelaarcircuit om de steppermotor van het microverplaatsingsplatform te bedienen. Sluit deze controller en de ondervrager aan op een computer. Plaats de detectoren op verschillende posities langs de weegschaal om de kracht op de vezels te variëren.

Wanneer de detectoren zich op een geschikte hoogte boven de schaal bevinden, is er een sinusoïdale relatie tussen de verplaatsing langs de schaal en de middengolflengten verschuift als gevolg van spanning in de vezels gemeten onder statische omstandigheden. Bevestig de detectoren op de hoogte die een sinusoïde produceert en stel de parameter in voor dynamische metingen. Meet de golflengte verschuivingen tijdens het gebruik van de stepper motor om de detectoren te verplaatsen in een richting voor een afstand alvorens ze te rusten.

Ga vervolgens door met metingen terwijl u de detectoren in de tegenovergestelde richting beweegt. Voer vervolgens temperatuurkalibratie van de sensoren uit. Houd de sensoren aangesloten op de instrumenten, maar verwijder ze uit de klem.

Plaats vervolgens de sensoren op een kookplaat. Meet hun centrale golf lengte verandering bij temperaturen van 25 tot 90 graden Celsius. Statische kalibratie metingen van de gepresenteerde detector systeem, bleek de relatie tussen de verplaatsing en de twee Fiber Bragg roosters golflengte verschuiving.

De golflengte verschuivingen zijn ongeveer een halve nanometer. De restfouten zijn minder dan 10 picometers. Deze plot toont de detectoren vermogen om voorwaartse en omgekeerde beweging te identificeren.

Aanvankelijk met voorwaartse beweging, leidt de centrumgolflengte van rooster nummer 2 dat van rooster nummer 1 door een fase van 90 graden. Dan, beweging stopt en keert. Nu, de middelste golflengte van rasnummer 2 blijft die van rasp nummer 1 bij 90 graden.

Deze gegevens vertegenwoordigen meerdere metingen die worden gedaan wanneer detector rooster nummer 1 is gepositioneerd, zodat de polariteit en die van de magnetische schaal zijn hetzelfde en metingen gedaan wanneer de polariteiten tegenover. In de loop van tien metingen zijn die waar de detector en de schaal dezelfde polariteit hebben stabieler. Hier is de gemeten golflengte als functie van de temperatuur voor de twee detectoren.

Bij temperatuurinterferentie is de temperatuurgevoeligheid van de detectoren gelijk. Dat zorgt voor temperatuurcompensatie. Waren het laden van de kracht en de temperatuur was levering.

Door het comprimeren van de veer met een magneet is essentieel voor succes met de techniek. Deze techniek kan een nuttig hulpmiddel zijn gebruik maken van de magnetische sterke punten. Omdat het de periodieke variatie van de magnetische kracht direct detecteert.

Die vervolgens wordt omgezet in verplaatsing.