DOI: 10.17586/1023-5086-2020-87-08-72-78
Датчик для мониторинга процессов технологической обработки композитных материалов, использующий брэгговскую решётку в волокне с полиимидной оболочкой
Полный текст «Оптического журнала»
Полный текст на elibrary.ru
Публикация в Journal of Optical Technology
Yage Zhan, Fan Lin, Aijin Guo, Changheng Feng, Zeyu Sun, Muhuo Yu, Haochun Sun, Kehan Li, , Weigao Qiu, Xiaokun Liu. A polyimide-coated fiber Bragg grating sensor for monitoring of composite materials curing process (Датчик для мониторинга процессов технологической обработки композитных материалов, использующий брэгговскую решётку в волокне с полиимидной оболочкой) [на англ. яз.] // Оптический журнал. 2020. Т. 87. № 8. С. 72–78. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2020-87-08-72-78
Yage Zhan, Fan Lin, Aijin Guo, Changheng Feng, Zeyu Sun, Muhuo Yu, Haochun Sun, Kehan Li, Weigao Qiu, Xiaokun Liu. A polyimide-coated fiber Bragg grating sensor for monitoring of composite materials curing process (Датчик для мониторинга процессов технологической обработки композитных материалов, использующий брэгговскую решётку в волокне с полиимидной оболочкой) [in English] // Opticheskii Zhurnal. 2020. V. 87. № 8. P. 72–78. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2020-87-08-72-78
Yage Zhan, Fan Lin, Aijin Guo, Changheng Feng, Zeyu Sun, Muhuo Yu, Haochun Sun, Kehan Li, Weigao Qiu, and Xiaokun Liu, "Polyimide-coated fiber Bragg grating sensor for monitoring of the composite materials curing process," Journal of Optical Technology. 87(8), 501-505 (2020). https://doi.org/10.1364/JOT.87.000501
Предложен датчик для мониторинга в реальном времени процессов технологической обработки композитных материалов, использующий брэгговскую решётку в волокне с полиимидной оболочкой. Новая конструкция волоконного датчика позволяет работать при температурах до 300 °C по сравнению с прежним достижимым значением лишь 130 °C. Возможны одновременные измерения температуры и деформаций на основе обработки данных об изменении длины волны максимального отражения решётки. Полученные результаты сравнивались с результатами прямых измерений термопарами и тензометрами, внедрёнными в испытуемый образец вблизи от оптических датчиков. Максимальные относительные отклонения результатов измерений составляли 2,5% для температуры и 0,2% — для деформаций. Предложена новая схема демодуляции сигнала, используемого в процессе обработки, повышающая точность результатов мониторинга при высокой их воспроизводимости. Результаты проведённых исследований открывают пути для оптимизации процессов технологической обработки композитных материалов.
волоконный брэгговский датчик, полиимидная оболочка, композитные материалы, технологическая обработка, мониторинг технологических процессов, демодуляция
Коды OCIS: 060.2370.
Список источников:- Zaini, Muhammad, Khairol, Annuar, Lee, Yen-Sian, Lim, Kok-Sing. Enhanced optical delay line in few-mode fiber based on mode conversion using few-mode fiber Bragg gratings // IEEE Journal of Quantum Electronics. 2018. V. 54. Iss. 10. P. 6800507.
- Gao Anzhu, Zhou Yuanyuan, Cao Lei. FBG-based triaxial force sensor with parallel flexure hinges // IEEE Transactions on Industrial Electronics. 2018. V. 65. Iss. 10. P. 8215–8223.
- Marsili Roberto, Rossi Gianluca, Speranzini Emanuela. Fibre Bragg gratings for the monitoring of wooden structures // Materials (Basel, Switzerland). 2017. V. 11. Iss. 1. P.7–24.
- Wada Atsushi, Tanaka Satoshi, Takahashi Nobuaki. Multi-point strain measurement using Fabry–Perot interferometer consisting of low-reflective FBG // Japanese Journal of Applied Physics. 2017. V. 56. Iss. 11. P. 112502.
- Park Jinwoo, Kwon Yong Seok, Ko Myeong Ock. Dynamic FBG strain sensor interrogation with real-time measurement // Optical Fiber Technology. 2017. V. 38. P. 147–153.
- Tosi Daniele. Review and analysis of peak tracking techniques for FBG sensors // Sensors. 2017. V. 17. Iss. 10. P. 2368–2372.
- Yage Zhan, Changheng Feng, Ziyang Shen, Nabing Xie, Hong Liu, Feng Xiong, Shijie Wang, Zeyu Sun, Muhuo Yu. Fiber Bragg grating monitoring for composites in the out-of-autoclave curing process // Journal of Optical Technology. 2018. V. 85. № 6. P. 371–376.