Вплив допантів GeO2 на характеристики датчика FBG для температури і деформації
Анотація
У цьому моделювальному дослідженні досліджується та оптимізується відгук датчиків волоконної бреггівської решітки (FBG). Рівномірні та неоднорідні спектри FBG з новим компонентом пропонуються шляхом тонкого відбору за допомогою (програма COMSUL) і теоретично порівнюються під впливом кількох значень зовнішньої деформації (0,005, 0,006, 0,007, 0,008, 0,009 і 0,01). Ці два типи роботи були перевірені програмістом Optisystem. Виміряна чутливість була заснована на лазерному джерелі VCSEL з робочими довжинами хвиль 1650, 1600 і 1550 нм через нерівномірну та однорідну конфігурацію. Виявлено, що досягнута чутливість має різні значення; 5,7, 2,6 та 1,77, а найбільше значення чутливості спостерігалося на довжині хвилі 1550 нм. Відповідно, ця довжина хвилі була обрана для просування дослідження. Застосовувалися температури 20, 30, 40, 50 і 60 градусів Цельсія. Виміряна чутливість між ними змінювалася та задовольняла такі функції: синус, Гаусс і Больцман, що вказує на зміну відповідей датчика.
Завантаження
Посилання
B.A. Tahir, M.A. Saeed, A. Ahmed, S.M.Z. Iqbal, R. Ahmed, M.G.B. Ashiq, H.Y. Abdullah, and R.A. Rahman, “Effect of Sensor Gauge Length on Strain Sensitivity of a Fiber Bragg Grating System,” Chinese Journal of Physics, 49(5), 1035-1045 (2011).
J. Zhou, Z. C. Orcid, P. Zhao, and A. Tang, “Efficient Sensor Placement Optimization for Shape Deformation Sensing of Antenna Structures with Fiber Bragg Grating Strain Sensors,” Sensors, 18(8), 2481 (2018). https://doi.org/10.3390/s18082481
F. Xiao, G.S. Chen, and J.L. Hulsey, “Monitoring Bridge Dynamic Responses Using Fiber Bragg Grating Tiltmeters,” Sensors (Basel), 17(10), 2390 (2017). https://doi.org/10.3390/s17102390
Y. Liu, and J. Zhang, “Model Study of the Influence of Ambient Temperature and Installation Types on Surface Temperature Measurement by Using a Fiber Bragg Grating Sensor,” Sensors, 16(7), 975 (2016). https://doi.org/10.3390/s16070975
M. Fdhala, and S.M. Khorsheed, “Characterization of Uniform FBG sensor Operation for Signal Filtering Application,” European Journal of Advances in Engineering and Technology, 7(2), 1-6 (2020).
A.A. Hemed, M.M. Fdhala, and S.M. Khorsheed, “Modified superstructure fiber Bragg grating for a filter application,” Kuwait J. Sci. 49(1), 1-18 (2022). https://doi.org/10.48129/kjs.v49i1.12487
S.M. Khorsheed, A.A. Hemed, and M.M. Fdhala, “Investigation of Performance for a Two Regions Superstructure Fiber Bragg Grating,” World Scientific News, 137, 42-57 (2019). http://www.worldscientificnews.com/wp-content/uploads/2019/09/WSN-137-2019-42-57.pdf
Z.R. Ghayib, and A.A. Hemed, “Simulating chaotic dynamics with variable polarisation of VCSEL twin lasers using FBG as a dynamic sensor,” Pramana – J. Phys. 96, 86 (2022). https://doi.org/10.1007/s12043-022-02305-2
Z.R. Ghayib, and A.A. Hemed, “Smart control for the chaotic dynamics using two regions uniform fiber Bragg grating,” Optoelectronics and advanced materials-Rapid communications, 16(7-8), 307-318 (2022).
A.A. Hemed and Z.R. Gaiab, "Chaotic Dynamics for VCSEL Subjected to Time Delayed and Filtered Injection Using FBG Array Sensor," in: 2022 International Conference on Computer Science and Software Engineering (CSASE), Duhok, Iraq, 2022. pp. 194-200, https://doi.org/10.1109/CSASE51777.2022.9759612
A.A. Hemed, Z.R. Ghayib and H.G. Rashid, "Controlling a chaotic anti-synchronized oscillator by a phase interplayed optical injected seed with an FBG sensor," in: 2nd International Conference on Physics and Applied Sciences (ICPAS 2021) 2nd International Conference on Physics and Applied Sciences (ICPAS 2021), College of Education, Mustansiriyah University, Baghdad, Iraq, (2021). https://doi.org/10.1088/1742-6596/1963/1/012063
Q.-b. Wang, H.-t.Z.Y. Qiu, J.-a. Chen, Y.-y. Wang, and Z.-m. Fan, “Analysis of strain transfer of six-layer surface-bonded fiber Bragg gratings,” Applied Optics, 51(8), 4129-4138 (2012). http://dx.doi.org/10.3390/app8071171
I.A. Naseef, A.I. Mahmood, A.A. Jabor, M.M. Azzawi, S.A. Kadhim, N.F. Muhammed, and W.A. Jabbar, “Characterization study of modified cladding optical fibre sensor for low radiation dosimeters,” AIP Conference Proceedings, 2290, (2020). https://doi.org/10.1063/5.0027535
W.A. Jabbar, N.F. Muhammad, S.A. Kadhim, A.H. Dagher, A.I. Mahmood, and I.A. Naseef, “Investigation the doping influence on the characteristics of optical fiber for radiation dosimeter applications,” Materials Today: Proceedings, 20, 524 530 (2020). https://doi.org/10.1016/j.matpr.2019.09.181
Y.-J. Rao, “In-fibre Bragg grating sensors,” Measurement Science and Technology, 8(4), 355 (1997). https://doi.org/10.1088/0957-0233/8/4/002
Y. Mizutani, and R.M. Groves, “Multi-Functional Measurement Using a Single FBG Sensor,” Experimental Mechanics, 51(9), 1489-1498 (2011). https://doi.org/10.1007/s11340-011-9467-2
R. Kashyap, Fiber Bragg Gratings 2nd Edition, (Academic Press, Montréal, 2009).
K. Grattan, and T. Sun, “Fiber optic sensor technology: an overview,” Sensors and Actuators A: Physical, 82(1-3), 40-61 (2000). https://doi.org/10.1016/S0924-4247(99)00368-4
A.S Mansour, and F.M. Abdulhussein, “Dual Measurements of Pressure andTemperature With Fiber Bragg Grating Sensor,” Al-Khwarizmi Engineering Journal, 11(2), 86-91 (2015). https://www.iasj.net/iasj/pdf/eef5012601618008
J. Frieden, J. Cugnoni, J. Botsis, and T. Gmür, “Low energy impact damage monitoring of composites using dynamic strain signals from FBG sensors – Part II: Damage identification,” Composite Structures, 94(2), 593-600 (2012). https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2011.08.025
A. Onoufriou, K. Kalli and G. E. Kohnke, “Fiber Bragg Gratings: Fundamentals and Applications in Telecommunications and Sensing,” Physics Today, 53(5), 61-62 (2000). https://doi.org/10.1063/1.883086
C.V.N. Bhaskar, S. Pal, and P.K. Pattnaik, “Recent advancements in fiber Bragg gratings based temperature and strain measurement,” Results in Optics, 5, 100130 (2021). https://doi.org/10.1016/j.rio.2021.100130
K.O. Hill, and G. Meltz, “Fiber Bragg grating technology fundamentals and overview,” Journal of Lightwave Technology, 15(8), 1263-1276 (1997). https://doi.org/10.1109/50.618320
E.S.D.L. Filho, M.D. Baiad, M. Gagné, and R. Kashyap, “Fiber Bragg gratings for low-temperature measurement,” Optics Express, 22(22), 27681-27694 (2014). https://doi.org/10.1364/OE.22.027681
M.R. Mokhtar, T. Sun, and K.T.V. Grattan, “Bragg Grating Packages With Nonuniform Dimensions for Strain and Temperature Sensing,” IEEE Sensors Journal, 12(1), 139-144 (2012). https://doi.org/10.1109/JSEN.2011.2134845
M. Cavillon, M. Lancry, B. Poumellec, Y. Wang, J. Canning, K. Cook, T. Hawkins, P. Dragic, and J. Ballato, “Overview of high temperature fibre Bragg gratings and potential improvement using highly doped aluminosilicate glass optical fibres,” Journal of Physics: Photonics, 1(4), 042001 (2019). https://doi.org/10.1088/2515-7647/ab382f
J. Lai, J. Qiu, H. Fan, Q. Zhang, Z. Hu, J. Wang, and J. Chen, “Fiber Bragg Grating Sensors-Based In Situ Monitoring and Safety Assessment of Loess Tunnel,” Journal of Sensors, 2016, 8658290 (2016). https://doi.org/10.1155/2016/8658290
Авторське право (c) 2023 Васма А. Джаббар, Айсер Хемед, Майяда Фадхала, Ісмаїл Аль-Байдхані
Цю роботу ліцензовано за Міжнародня ліцензія Creative Commons Attribution 4.0.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
