An analysis of a displacement sensor based on optical fibers

V. Svyryd, N.N. Solis Osorno, and Ma. E. Enríquez Salazar

Faculty of Engineering, National Autonomous University of México 04510, C.U. México, D.F., Tel. +52(55) 5622 3060, Fax: +52(55) 5616 1855 e–mail: vladimirsk@hotmail.com, maru_enriquez_salazar@yahoo.com.mx

Recibido el 27 de octubre de 2004
Aceptado el 25 de mayo de 2005

Abstract

In this work, the results of the theoretical analysis, computational simulation, and experimental study of a displacement sensor transfer function are presented. This intensity–based sensor is composed of two elements (two aligned multimode fibers or one fiber and one mirror) which move longitudinally. With the use of a geometrical approximation, we have managed to express the sensor's transference as a function of the distance with only one analytical equation, valid for both near–field and far–field zones. The results of this theoretical analysis coincide with the computational simulation and agree with experimental data.

Keywords: Displacement optical fiber sensor; transfer function.

Resumen

En este trabajo se presentan los resultados del análisis teórico, simulación de cómputo y estudio experimental de la función de transferencia de un sensor de desplazamiento. Este sensor basado en intensidad está compuesto de dos elementos (dos fibras multimodo alineadas o bien una fibra y un espejo) que se desplazan longitudinalmente. Con el uso de una aproximación geométrica, hemos logrado expresar la transferencia del sensor en función de la distancia con una sola ecuación analítica, válida tanto para el campo cercano como para el campo lejano. Los resultados de este análisis teórico coinciden con la simulación de cómputo y concuerdan con datos experimentales.

Descriptores: Sensor de desplazamiento en fibra óptica; función de transferencia.

PACS: 42.81.Pa;42.81.Wg

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Acknowledgements

The authors acknowledge the support of the Faculty of Engineering and General Directorate of the Academic Personal Affairs (DGAPA) of the National Autonomous University of México (UNAM).

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