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

Optische vezel sensoren hebben grote voordelen, zoals flexibiliteit, golflengte divisie multiplexing, bewaking op afstand, corrosiebestendigheid en andere kenmerken. Zo heeft de optische vezel verdringings sensor brede toepassingen.

Om gerichte lineaire verplaatsings metingen te realiseren in complexe omgevingen, verschillende structuren van de optische vezel (bijv. de Michelson interferometer¹, de Fabry-Perot holte interferometer², de Fiber Bragg rooster³, de Buig verlies⁴) zijn ontwikkeld in de afgelopen jaren. Het buig verlies vereist de lichtbron in een stabiel station en is ongeschikt voor omgevings trillingen. Qu et al. hebben een interferometrische Fiber-Optic nano verplaatsingssensor ontworpen op basis van een plastic Dual-Core vezel met één uiteinde bekleed met een zilveren spiegel; het heeft een resolutie van 70 nm⁵. Een eenvoudige verplaatsingssensor op basis van een gebogen single-mode-multimode-single-mode (SMS) vezelstructuur werd voorgesteld om de beperkingen op de meting van het verplaatsings bereik te overwinnen; het verhoogde de verplaatsing gevoeligheid drievoudig met een bereik van 0 tot 520 μm⁶. Lin et al. presenteerde een verplaatsingssensor systeem dat de FBG samen met een veer combineert; het uitgangsvermogen is ongeveer lineair met de verplaatsing van 110-140 mm⁷. Een Fiber Fabry-Perot verplaatsingssensor heeft een meetbereik van 0-0,5 mm met een lineariteit van 1,1% en een resolutie van 3 μm⁸. Zhou et al. rapporteerde een wide-range verplaatsingssensor op basis van een Fiber-Optic Fabry-Perot interferometer voor subnanometer metingen, tot 0,084 nm over een dynamisch bereik van 3 mm⁹. Een fiber-optische verplaatsingssensor op basis van reflecterende intensiteit gemoduleerde technologie werd aangetoond met behulp van een vezel collimator; Dit had een schakelbereik van meer dan 30 cm¹⁰. Hoewel optische vezels kunnen worden gefabriceerd in vele soorten verplaatsings sensoren, maken deze op vezels gebaseerde sensoren in het algemeen gebruik van de Trek grens van het materiaal zelf, wat de toepassing ervan beperkt in breedbereik metingen. Er worden dus meestal compromissen gesloten tussen het meetbereik en de gevoeligheid. Bovendien is het moeilijk om de verplaatsing te bepalen, aangezien verschillende variabelen gelijktijdig optreden; vooral, kruisgevoeligheid van de stam en temperatuur kan de experimentele precisie beschadigen. Er zijn veel discriminatie technieken gerapporteerd in de literatuur, zoals het gebruik van twee verschillende sensing structuren, met behulp van een enkele FBG half gebonden door verschillende lijmen, of met behulp van speciale optische vezels. De verdere ontwikkeling van optische vezel verdringings sensoren vereist dus een hoge gevoeligheid, een klein formaat, grote stabiliteit, volledig bereik en onafhankelijkheid van de temperatuur.

Hier maakt de periodieke structuur van de magnetische weegschaal een full-range meting mogelijk. Een willekeurige verplaatsing zonder een beperkt meetbereik met een magnetische schaal wordt bereikt. In combinatie met twee FBGs kunnen zowel temperaturecross-gevoeligheid als de identificatie voor de bewegingsrichting worden opgelost. Verschillende stappen binnen deze methode vereisen precisie en aandacht voor detail. Het Protocol van de fabricage van de sensor wordt in detail beschreven als volgt.