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

Les capteurs à fibres optiques présentent de grands avantages, tels que la flexibilité, le multiplexage de la division de longueur d’onde, la télésurveillance, la résistance à la corrosion et d’autres caractéristiques. Ainsi, le capteur de déplacement de fibre optique a de larges applications.

Pour réaliser des mesures de déplacement linéaireciblées dans des environnements complexes, diverses structures de la fibre optique (par exemple, l’interféromètre Michelson¹, l’interféromètre de cavité Fabry-Perot², la fibre Bragg rrating³, le perte de flexion⁴) ont été développées au cours des dernières années. La perte de flexion nécessite la source de lumière dans une station stable et ne convient pas aux vibrations environnementales. Qu et coll. ont conçu un capteur interférométrique de nano-déplacement à fibre optique à partir d’une fibre plastique à double cœur avec une extrémité recouverte d’un miroir argenté; il a une résolution de 70 nm⁵. Un capteur de déplacement simple basé sur une structure de fibre à mode unique plié-multimode-mode (SMS) a été proposé pour surmonter les limites sur la mesure de la plage de déplacement ; il a triplé la sensibilité au déplacement avec une fourchette de 0 à 520 m⁶. Lin et coll. ont présenté un système de capteurs de déplacement qui combine le FBG avec un ressort; la puissance de sortie est approximativement linéaire avec le déplacement de 110-140 mm^7. Un capteur de déplacement en fibre Fabry-Perot a une portée de mesure de 0-0,5 mm avec une linéarité de 1,1% et une résolution de 3 m⁸. Zhou et coll. ont signalé un capteur de déplacement à large portée basé sur un interféromètre à fibres optiques Fabry-Perot pour les mesures subnanométriques, jusqu’à 0,084 nm sur une plage dynamique de 3 mm⁹. Un capteur de déplacement de fibre optique basé sur la technologie modulée d’intensité réfléchissante a été démontré utilisant un collimateur de fibre ; cela avait une portée de détection de plus de 30 cm¹⁰. Bien que les fibres optiques puissent être fabriquées en de nombreux types de capteurs de déplacement, ces capteurs à base de fibres utilisent généralement la limite tendancieux du matériau lui-même, ce qui limite leur application dans les mesures à large portée. Ainsi, des compromis sont généralement faits entre la plage de mesure et la sensibilité. En outre, il est difficile de déterminer le déplacement que diverses variables se produisent simultanément; en particulier, la sensibilité croisée de la souche et de la température pourrait endommager la précision expérimentale. Il existe de nombreuses techniques de discrimination signalées dans la littérature, comme l’utilisation de deux structures de détection différentes, l’utilisation d’un seul FBG à moitié collépar par des colles différentes, ou l’utilisation de fibres optiques spéciales. Ainsi, le développement ultérieur des capteurs de déplacement de fibre optique exige une sensibilité élevée, une petite taille, une grande stabilité, la gamme complète, et l’indépendance de température.

Ici, la structure périodique de l’échelle magnétique permet une mesure à pleine portée. Un déplacement aléatoire sans une plage de mesure limitée avec une échelle magnétique est atteint. Combiné avec deux FBG, à la fois la sensibilité de la température cross et l’identification de la direction du mouvement pourrait être résolu. Diverses étapes de cette méthode exigent la précision et l’attention aux détails. Le protocole de fabrication du capteur est décrit en détail comme suit.