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

光ファイバベースのセンサには、柔軟性、波長分割多重、遠隔監視、耐食性などの大きな利点があります。従って、光ファイバ変位センサは広い適用を有する。

複雑な環境下での標的線形変位測定を実現するために、光ファイバの様々な構造(例えば、ミケルソン干渉^計1、ファブリーペロ空洞干渉^計2、繊維ブラッグ格^子3、繊維グレーチング3、曲げ^損失4)は、近年開発されています。曲げ損失は安定したステーションの光源を要求し、環境振動のために不適当である。Qu et al. は、銀ミラーでコーティングされた一方の端を持つプラスチックデュアルコアファイバーに基づいて、干渉性光ファイバ光学ナノ変位センサを設計しました。それは70 nm⁵の解決を有する。曲がったシングルモードマルチモードシングルモード(SMS)ファイバ構造に基づくシンプルな変位センサは、変位範囲の測定の制限を克服するために提案されました。それは0から520 μm⁶の範囲の変位の感受性を3倍に高った。Linらは、FBGとスプリングを組み合わせた変位センサシステムを発表した。出力電力は110-140 mm⁷の変位とほぼ直線的である。繊維Fabry-Perotの変位センサーに1.1%の直線性および3 μm⁸の決断の0-0.5 mmの測定範囲がある。周らは、サブナノメートル測定用の光ファイバファブリーペロー干渉計に基づく広範囲変位センサを報告し、3mm⁹のダイナミックレンジで最大0.084nmを測定した。反射強度変調技術に基づく光ファイバ変位センサをファイバーコリメーターを用いて実証した。これは30 cm¹⁰以上の感知範囲を持っていました.光ファイバは多くの種類の変位センサに製造できますが、これらの光ファイバベースのセンサは一般的に材料自体の引張限界を利用し、広範囲の測定での応用を制限します。したがって、通常、測定範囲と感度の間で妥協が行われます。また、様々な変数が同時に発生するにつれて変位を決定することは困難です。特に、歪みと温度のクロス感度は、実験精度を損なう可能性があります。文献には、2つの異なるセンシング構造を使用する、異なる接着剤で半結合された単一のFBGを使用する、または特殊な光ファイバを使用するなど、多くの判別技術が報告されています。したがって、光ファイバ変位センサのさらなる開発には、高感度、小型、優れた安定性、フルレンジ、温度独立性が必要です。

ここで、磁気スケールの周期構造により、全範囲測定が可能となる。磁気スケールの限られた測定範囲のないランダムな変位を達成する。2つのFGと組み合わせることで、温度クロス感度と移動方向の識別の両方を解決することができます。この方法内の様々なステップは、精度と細部への注意を必要とします。センサ製造のプロトコルは、以下のように詳細に説明される。