Sensor distribuido para la detección de esfuerzos de umbral mediante rejillas de Bragg

I. Márquez Borbón¹, M.G. Shlyagin¹, S.V. Miridonov¹, V.V. Spirin¹, R.M. López¹, E.A. Kuzin², M. May Alarcón²

¹ CICESE, División de Física Aplicada Apartado Postal No.2732, Ensenada, B.C., México 22860

² Instituto Nacional Astrofísica, Óptica y Electrónica, Apartado Postal 51 y 216, 7200, Puebla, Puebla, México

Recibido el 3 de julio de 2002. ]]> Aceptado el 23 de mayo de 2003.

Resumen

Algunas aplicaciones sólo requieren que la variable en observación sea detectada dentro de un intervalo preestablecido, mediante un sistema de advertencia temprana o de alarma. Estos sistemas deben generar una señal de alarma cuando la variable de monitoreo se aproxime o cruce el límite de la zona de peligro. En este trabajo se propone un sensor distribuido, basado en un arreglo de rejillas de Bragg iguales, así como una técnica para interrogar al sensor utilizando una sola longitud de onda de prueba. Se discute el principio de operación del sensor y se presentan resultados experimentales de esta técnica para la detección distribuida de exceso de esfuerzo.

Palabras clave: Rejillas de Bragg; sensor distribuido; esfuerzo.

Abstract

For early warning and alarm systems, it is required to detect appearance of the monitored parameter, such as temperature or strain, within some predetermined interval. A system must generate an alarm signal when the monitored parameter approaches near or crosses the limit of the dangerous zone. For such applications, we propose a simple distributed sensor based on a large array of equal Bragg gratings. An interrogation of the sensor is performed at a fixed wavelength. We discuss a principle of operation of the sensor and present results of experimental demonstration of this technique for distributed detection of excess strain.

Keywords: Bragg gratings; distributed sensor; strain.

PACS: 42.81.Pa; 42.81.Wg; 42.79.Dj

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Agradecimientos

Este trabajo fue soportado por el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología a través del proyecto #35460U, y por el Instituto Mexicano del Petróleo, a través del proyecto FIES 97-04 IV.

Referencias bibliográficas

1. K.T.V. Grattan y T. Sun, Sensors and Actuators 82 (2000) 41.         [ Links ]

2. A.D. Kersey et al., J. of Lightwave Technol. 15 (1997) 1442.         [ Links ]

3. Y.J. Rao, Optics and Lasers in Engineering 31 (1999) 297.         [ Links ]

4. J.P. Dakin y M. Volanthen, IEICE Trans. Electron. E83-C (2000) 391.         [ Links ]

5. Y.J. Rao, et al., Optics Communications. 125 (1996) 53.         [ Links ]

6. B. Culshawy J. Dakin, (ed.) Optical Fiber Sensors, Vol. III (Artech House, Boston, 1997).         [ Links ]

7. J. Dakin and B. Culshaw, (ed.) Optical Fiber Sensors, Vol. IV (Artech House, Boston, 1997).         [ Links ]

8. W.V. Surin, en Distributed and Multiplexed Fiber Optic Sensors, II, Proc. SPIE. 1797 (1992) 108.         [ Links ]

9. P. Gysel y R.K. Staubli, J. Lightwave Technol. 8 (1990) 561.         [ Links ]

10. Shien-Kuei Liaw, Sohn-Ling Tzeng, Yu-Ju Hung, Opt. Comm. 188 (2001) 63.         [ Links ]

11. Dong L. et al., Electronics Lett. 29 (1993) 1577.         [ Links ]

12 . Dennis Derickson, (ed.) Fiber Optic Test and Measurement (Prentice-Hall, New Jersey, 1998).         [ Links ]

13. R.I. MacDonald, Appl. Opt. 20 (1981) 1840.         [ Links ]