Измерение случайного перемещения путем объединения магнитной шкалы и двух волтоволоконных гратор Брэгга

Lianqing Zhu; Lidan Lu; Wei Zhuang; Zhoumo Zeng; Mingli Dong

doi:10.3791/58182

Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.

Методическая статья

Измерение случайного перемещения путем объединения магнитной шкалы и двух волтоволоконных гратор Брэгга

5.6K просмотров

⸱

DOI:

10.3791/58182

⸱

30 сентября 2019 г.

Lianqing Zhu¹^,² , Lidan Lu³^,⁴ , Wei Zhuang²^,⁵ , Zhoumo Zeng³^,⁴ , Mingli Dong¹^,²

¹School of Instrument Science and Opto-electronics Engineering, Beijing Information Science and Technology University, ²Beijing Engineering Research Center of Optoelectronic Information and Instruments, Beijing Key Laboratory for Optoelectronics Measurement Technology, ³School of Precision Instrument & Opto-electronics Engineering, Tianjin University of Science and Technology, ⁴School of Precision Instrument and Opto-electronics Engineering, State Key Laboratory of Precision Measuring Technology and Instruments, Tianjin University, ⁵School of Instrument and Opto-electronics Engineering, Hefei University of Technology

В этой статье

Краткое содержание

Представлен протокол для создания полнодиапазонного линейного датчика смещения, сочетающего в себе два упакованных оптоволоконных детекторов решетки Bragg с магнитной шкалой.

Аннотация

Измерения перемещения на большие расстояния с использованием оптических волокон всегда были проблемой как в фундаментальных исследованиях, так и в промышленном производстве. Мы разработали и охарактеризовали температурно-независимый волоконный брэгг-решетка (FBG) на основе случайного смещения датчик, который принимает магнитную шкалу в качестве нового механизма передачи. Обнаружив сдвиги двух длин волн центра FBG, полнодиапазонное измерение может быть получено с магнитной шкалой. Для определения направления вращения двигателя по часовой стрелке и против часовой стрелки (фактически направление движения объекта, подавено испытания), существует синусоидальная связь между смещением и сдвигом длины волны в центре волны ФБГ; по мере того как чередуемое вращение против часовой стрелки, сдвиг длины волны центра второго детектора FBG показывает ведущую разницу участка вокруг 90 «(90»). По мере того как вращение по часовой стрелке чередуется, сдвиг длины волны в центре второй FBG отображает отставание в фазе разницы около 90 градусов (-90 градусов). В то же время два датчика на основе FBG не зависят от температуры. Если есть некоторая потребность в удаленном мониторе без каких-либо электромагнитных помех, этот поразительный подход делает их полезным инструментом для определения случайного перемещения. Эта методология подходит для промышленного производства. Поскольку структура всей системы относительно проста, этот датчик смещения может быть использован в коммерческом производстве. В дополнение к тому, что датчик смещения, он может быть использован для измерения других параметров, таких как скорость и ускорение.

Введение

Оптические волоконные датчики имеют большие преимущества, такие как гибкость, мультиплексирование делекции длин волн, удаленный мониторинг, коррозионная устойчивость и другие характеристики. Таким образом, датчик смещения оптического волокна имеет широкое применение.

Для реализации целевых линейных измерений смещения в сложных средах, различные структуры оптического волокна (например, интерферометр Михельсона¹, Фэбри-Пери интерферометр2 , волокна Брэгг решетки³, изгиб потери⁴) были разработаны в течение последних лет. Изгиб потери требует источни....