Signal-to-noise ratio evaluation with draw tower fibre Bragg gratings (DTGs) for dynamic strain sensing at elevated temperatures and corrosive environment
6
Citation
5
Reference
10
Related Paper
Citation Trend
Abstract:
Measuring strain at the surface of a structure can help to estimate the dynamical properties of the structure under test. Such a structure can be a fuel assembly of a nuclear reactor consisting of fuel pins. In this paper we demonstrate a method to integrate draw tower gratings (DTGs) in a fuel pin and we subject this pin to conditions close to those encountered in a heavy liquid metal (HLM) reactor. More specifically, we report on the performance of DTGs used as a strain sensor when immersed in HLM during thermal cycles (up to 300_C) for up to 700 hours.Keywords:
Strain (injury)
Fiber Bragg Grating
SIGNAL (programming language)
Transient (computer programming)
Fiber Bragg Grating
PHOSFOS
Atmospheric temperature range
Long-period fiber grating
Cite
Citations (0)
Compared with other fiber sensors, the fiber Bragg grating sensors have their unique merits,so they are more widely researched. Based on fiber Bragg grating susceptibility to stress and magnetostriction effect of magnetic materials, the scheme of using the fiber Bragg grating on detection for magnetic field is put forward in this paper. The scheme combines the fiber Bragg grating with magnetostrictive material, realizing the linear relationship of wavelength shift and vertical displacement. The density of magnetic field can be confirmed by measuring wavelength shift of fiber Bragg grating.
Fiber Bragg Grating
PHOSFOS
Long-period fiber grating
Ultrasonic grating
Cite
Citations (0)
Η Μοντελοποίηση με Εναπόθεση τηγμένου υλικού (ΜΕ) είναι μία από τις πιο κοινώς χρησιμοποιούμενες, χαμηλού κόστους και αρκετά υποσχόμενες τεχνικές από αυτές που υπάγονται στην ευρύτερη τεχνολογία της Προσθετικής Κατασκευής (ΠΚ), η οποία βασίζεται στη χρήση πολυμερικών νημάτων για τη δημιουργία φυσικών αντικειμένων μέσω μία διαδικασίας συνεχόμενης στρωματικής εναπόθεσης υλικού. Η τεχνική ΜΕ έχει ήδη βρει εφαρμοσιμότητα σε διάφορα βιομηχανικά πεδία λόγω της ασφαλούς και εύκολης κατασκευαστικής διαδικασίας που ακολουθεί, των φθηνών διατιθέμενων εκτυπωτών, καθώς και του χαμηλού κόστους υλικών και συντήρησης του εξοπλισμού. Παρά το γεγονός ότι η συγκεκριμένη τεχνική έχει παρουσιάσει τεράστια πρόοδο τις τελευταίες δύο δεκαετίες υπάρχουν ακόμα κάποια ζητήματα τα οποία σχετίζονται με την ποιότητα, τη συνέπεια και επαναληψιμότητα των εκτυπωμένων δομών, τα οποία εμποδίζουν δραματικά την ευρύτερη υιοθέτηση και εφαρμογή της συγκεκριμένης τεχνολογίας για την κατασκευή τελικών εξαρτημάτων έτοιμων προς χρήση. Τα περισσότερα από τα ελαττώματα που παρουσιάζονται στις δομές που παράγονται μέσω της ΜΕ τεχνικής συνδέονται σε μεγάλο βαθμό με τη φύση της ίδιας της κατασκευαστικής διαδικασίας. Πιο συγκεκριμένα, οι εγγενείς αναπτυσσόμενες θερμοκρασιακές διακυμάνσεις, οι ανομοιόμορφες θερμικές βαθμίδες και οι εναπομένουσες παραμορφώσεις μέσα στις δομές λόγω της κατασκευαστικής διαδικασίας είναι ιδιαίτερα σημαντικές, καθώς οι συγκεκριμένες παράμετροι επηρεάζουν δραστικά την ποιότητα και απόδοση των τελικών εκτυπωμένων αντικειμένων. Στο πλαίσιο της βελτιστοποίησης της τεχνολογίας ΜΕ για την επίτευξη υψηλότερων επιπέδων ποιότητας και επαναληψιμότητας των δομών, απαιτείται όλο και περισσότερο η ανάπτυξη ακριβών και αξιόπιστων μεθόδων και εργαλείων ανίχνευσης για επιτόπια παρακολούθηση της διαδικασίας και για αποτελεσματικό ποιοτικό έλεγχο των εκτυπωμένων αντικειμένων. Το θέμα αυτό αποτελεί μια μεγάλη πρόκληση, ενώ θεωρείται τομέας υψηλής προτεραιότητας προς έρευνα. Η παρούσα εργασία αποσκοπεί στο να ρίξει φως σε αυτό το απαιτητικό και δύσκολο αντικείμενο μελέτης, μέσω της ανάπτυξης μιας προηγμένης και αξιόπιστης μεθόδου ανίχνευσης, η οποία κατά κύριο λόγο περιλαμβάνει σημειακούς και πολλαπλούς οπτικούς αισθητήρες Bragg, καθώς και αισθητήρες μέτρησης της θερμοκρασίας για επιτόπια και σε πραγματικό χρόνο παρακολούθηση των θερμοκρασιακών προφίλ και εναπομενουσών παραμορφώσεων που αναπτύσσονται σε καθαρά πολυμερικές δομές, όπως επίσης και σε σύνθετες δομές με μήτρα από θερμοπλαστικό υλικό και ενίσχυση συνεχούς ίνας, οι οποίες κατασκευάζονται μέσω της τεχνικής ΜΕ. Οι ενσωματωμένοι οπτικοί αισθητήρες Bragg χρησιμοποιούνται επίσης για διερεύνηση των εναπομενουσών παραμορφώσεων που προκύπτουν μετά το τέλος της κατασκευαστικής διαδικασίας, όταν οι δομές είναι πλήρως αποκολλημένες από την πλατφόρμα εκτύπωσης, όπως επίσης και για τη μέτρηση των συντελεστών θερμικής διαστολής των προαναφερόμενων δομών, όταν αυτές υποβάλλονται σε δοκιμές θερμικού κύκλου. Συγκεκριμένα, τα δοκίμια που κατασκευάστηκαν στην παρούσα εργασία χωρίζονται σε τρεις κύριες κατηγορίες: 1) Δοκίμια ορθογωνικής διατομής και μεγάλου πάχους από θερμοπλαστικό υλικό, 2) Τετράγωνες πλάκες μικρού πάχους από θερμοπλαστικό υλικό και 3) Δοκίμια ορθογωνικής διατομής και μεγάλου πάχους από σύνθετα υλικά με μήτρα από θερμοπλαστικό υλικό και ενίσχυση συνεχούς ίνας. Επισημαίνεται ότι για να επιτευχθεί ακριβής ενσωμάτωση των αισθητήρων μέσα σε όλες τις δομές που κατασκευάσθηκαν και μελετήθηκαν, αναπτύχθηκε μία συγκεκριμένη μεθοδολογία, τα βήματα της οποίας περιγράφονται λεπτομερώς στο κεφάλαιο 4 της εργασίας. Όσον αφορά τα δοκίμια ορθογωνικής διατομής και μεγάλου πάχους από θερμοπλαστικό υλικό, σημειώνεται ότι η επίδραση της διεύθυνσης εκτύπωσης των δομών στην πλατφόρμα χτισίματος και της κατεύθυνσης ενσωμάτωσης των οπτικών ινών μέσα στις δομές, όσον αφορά τις αναπτυσσόμενες παραμορφώσεις, αποτέλεσε αντικείμενο εκτενούς μελέτης. Επιπλέον, παρουσιάζεται η μεθοδολογία που αναπτύχθηκε, με σκοπό την ταυτόχρονη παρακολούθηση των θερμοκρασιακών προφίλ και παραμορφώσεων στις δομές, βάσει των καταγεγραμμένων δεδομένων από τις ενσωματωμένες οπτικές ίνες, όταν το εναποτιθέμενο υλικό παραμένει κοντά στη θερμοκρασία της υαλώδους μετάπτωσής του και δεν εκτίθεται σε απότομες θερμοκρασιακές διακυμάνσεις. Τα μεγέθη των εναπομενουσών παραμορφώσεων μετά το τέλος της κατασκευαστικής διαδικασίας προσδιορίζονται με βάση τις εντός και μεταξύ των στρώσεων μετρήσεις του μήκους κύματος, οι οποίες λαμβάνονται από τους οπτικούς αισθητήρες Bragg που είναι ενσωματωμένοι στην 3η ή 21η στρώση των μπλοκ δοκιμίων και εντός της 3ης, 21ης και 39ης στρώσης, αντίστοιχα. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι ο προσανατολισμός εκτύπωσης των δοκιμίων πάνω στην πλατφόρμα επηρεάζει άμεσα τα προφίλ της αναπτυσσόμενης θερμοκρασίας κατά τη διάρκεια της εκτύπωσης και κατά συνέπεια, τις εναπομένουσες παραμορφώσεις που προκύπτουν τόσο κατά την πραγματοποίηση, όσο και μετά το πέρας της κατασκευαστικής διαδικασίας. Σημαντικά είναι τα μεγέθη των εναπομενουσών παραμορφώσεων που δημιουργούνται εντός των δοκιμίων κατά την διάρκεια της εκτύπωσης, ενώ οι μετρήσεις του μήκους κύματος που λαμβάνονται μεταξύ των στρώσεων στην πλήρως ελεύθερη κατάσταση των δομών (μετά την αποκόλλησή τους από την πλατφόρμα) υποδηλώνουν την παρουσία στρέβλωσης.Όσον αφορά τις τρισδιάστατα εκτυπωμένες λεπτές πλάκες από θερμοπλαστικό υλικό, μια σειρά σημειακών και πολλαπλών αισθητήρων Bragg, καθώς και θερμοζευγών ενσωματώθηκε στη μεσαία στρώση των δομών, επιτρέποντας τη χαρτογράφηση σε πραγματικό χρόνο των θερμοκρασιακών προφίλ και των παραμορφώσεων που προκαλούνται λόγω της ME κατασκευαστικής διαδικασίας καθ’ όλη τη διάρκεια της εκτύπωσης. Επιπλέον, η επίδραση της κατεύθυνσης ενσωμάτωσης των φραγμάτων Bragg στις εναπομένουσες παραμορφώσεις διερευνάται εκτενώς μέσω της ενσωμάτωσης των αισθητήρων σε διαφορετικούς προσανατολισμούς μέσα στις πλάκες (δηλ. 0°, +45° και 90°). Με βάση τα ληφθέντα αποτελέσματα παρατηρείται ότι ομοιόμορφα προφίλ θερμοκρασίας αναπτύσσονται στο κέντρο των δομών, ενώ μέγιστες τιμές θερμοκρασίας καταγράφονται σε περιοχές που είναι κοντά στις γωνίες των πλακών. Επίσης, τα αποτελέσματα από τα πειράματα που πραγματοποιήθηκαν δείχνουν την ικανότητα των οπτικών αισθητήρων Bragg να προσδιορίζουν το μέγεθος των εναπομενουσών παραμορφώσεων που αναπτύσσονται κατά τη διάρκεια της ΜΕ διαδικασίας, όπως επίσης και των τελικών παραμορφώσεων μετά το πέρας της εκτύπωσης. Στα δοκίμια ορθογωνικής διατομής και μεγάλου πάχους από σύνθετα υλικά μελετάται η επίδραση του προσανατολισμού εκτύπωσης και του τύπου των ινών στις προκληθείσες διακυμάνσεις θερμοκρασίας, στις εναπομένουσες παραμορφώσεις και στη συμπεριφορά της θερμικής διαστολής των δομών. Σημαντικές πληροφορίες λαμβάνονται σχετικά με τη συμπεριφορά της θερμικής διαστολής των τρισδιάστατα εκτυπωμένων σύνθετων, βάσει τις μετρήσεις μήκους κύματος που καταγράφονται από τους ενσωματωμένους οπτικούς αισθητήρες Bragg, κατά τη διάρκεια των δοκιμών θερμικού κύκλου. Τέλος, τα αποτελέσματα υποδεικνύουν το σημαντικό ρόλο που παίζει η ενίσχυση συνεχούς ίνας μέσα στις τρισδιάστατα εκτυπωμένες σύνθετες δομές, όσον αφορά τη μείωση του μεγέθους των εναπομενουσών παραμορφώσεων, σε σύγκριση με τα αντίστοιχα μεγέθη που υπολογίστηκαν για τα δοκίμια ορθογωνικής διατομής και μεγάλου πάχους από καθαρό θερμοπλαστικό υλικό.
Fiber Bragg Grating
PHOSFOS
Cite
Citations (0)
The basic principle of temperature sensor based on fiber Bragg grating (FBG) is analyzed. A fiber Bragg grating temperature sensor is designed and produced. Using fiber Bragg grating as the sensor, fiber Bragg grating analyzer to demodulation the wavelength shift, the relationship between FBG wavelength shift and temperature is measured. Experimental result shows that the temperature sensitivity of fiber Bragg grating temperature sensor is 12.2pm/°C.
Fiber Bragg Grating
PHOSFOS
Long-period fiber grating
Ultrasonic grating
Cite
Citations (5)
The power supply is needed for traditional automatic fire alarming system when it is running.Electrified alarming sensors are prone to cause a fire where there are combustive and explosive things.Fiber bragg grating(FBG) and distributed FBG sensors reduce fire risks greatly.This paper studies the performance of a fiber bragg grating and a fiber bragg grating sensor,based on the physical working of a fiber bragg grating and a fiber bragg grating sensor.
Fiber Bragg Grating
PHOSFOS
Long-period fiber grating
Cite
Citations (1)
The microprocessor-based protection device is often disturbed by transient interference signal, which caused by the switch operating system, and leading to act mistakenly. In this paper the transient interference signal is studied in-depth. Firstly, the formation mechanism of the interference signal is analyzed from both the qualitative and quantitative. Then characteristics of such signal are obtained by analyzing the ideal and the experimental electrical fast transient signal both in time and frequency domain, which are useful to comprehensively understand transient interference signal. And some valuable information may be provided to the related design.
Transient (computer programming)
SIGNAL (programming language)
Transient analysis
Adjacent-channel interference
Cite
Citations (1)
A novel real-time acousto-ultrasonic sensor system using a phase-shifted fiber Bragg grating rather than a normal fiber Bragg grating was investigated. The spectrum of the phase-shifted fiber Bragg grating was simulated and analyzed, which indicates that a phase-shifted fiber Bragg grating has superior properties when compared to a normal fiber Bragg grating. Based on theoretical considerations, a novel real-time acousto-ultrasonic sensor system was proposed. Two identical 5-mm phase-shifted fiber Bragg gratings, with slightly different Bragg wavelengths, were used as the filter and the sensor. An amplified spontaneous emission light source and an apodized fiber Bragg grating were connected to illuminate the phase-shifted fiber Bragg gratings. The design allows the strain resulting from the ultrasonic wave to be precisely received and converted to the fluctuation of the output voltage. An ultrasonic wave generated in a carbon fiber–reinforced plastic plate using a macrofiber composite actuator was detected by both the phase-shifted fiber Bragg grating sensor system and a sensor system based on a normal fiber Bragg grating and arrayed waveguide grating. Comparison of the temporal and spectral responses of these two systems indicates that the phase-shifted fiber Bragg grating sensor system has a higher sensitivity than the fiber Bragg grating system. The results show that the phase-shifted fiber Bragg grating system does not require data averaging for noise reduction to measure the Lamb wave modes in a carbon fiber–reinforced plastic plate.
Fiber Bragg Grating
PHOSFOS
Long-period fiber grating
Ultrasonic grating
Cite
Citations (20)
Abstract: Optical Fiber Sensor (OFS) has come quite considerable and famous in world of sensor technology where it has been used widely to detect for a changeable environment and responds to some output on other system such as in industrial, chemical analysis and monitoring. A Fiber Bragg Grating (Fiber Bragg Grating) is a kind of appropriated where the short fragment of optical fiber which certain and specific wavelength is reflected with light and the Bragg reflector started developed and transmits all others. The current project is concerned with the development characteristics and behaviors of strain and temperature sensors acting on Fiber Bragg Grating by a computer simulation. This study focuses on analyzing the performance of the characteristics and behavior of strain and temperature sensors acting on Fiber Bragg Grating. A strain sensor is used to measure strain on an object of which the resistance varies range with applied force. Meanwhile,for the temperature sensor is used to measure and detect any abnormality of temperature acting on Fiber Bragg Grating such as can lead into fire and accidents. This will found out on how Fiber Bragg Grating can demonstrate strain and temperature sensors. A simulation of the computer program (MATLAB) will be carried out to simulate due to the strain and temperature sensor of Fiber Bragg Grating. Keywords Fiber Bragg Grating, sensors; Strain; Temperature; Simulation; MATLAB
Fiber Bragg Grating
PHOSFOS
Long-period fiber grating
Cite
Citations (1)
Based on the advantages of the fiber Bragg grating sensing technology, this paper presents a principle of a novel smart concrete with fiber optical Bragg grating sensor, analyses the theory and characteristics,illustrates the key technology and method to make the fiber Bragg grating sensor for the smart concrete, and proves the feasibility with experiments. The results indicate that the smart concrete with fiber Bragg grating sensors is feasible in the structure monitoring and damage diagnosing in the long run.
Fiber Bragg Grating
PHOSFOS
Cite
Citations (0)
Experiments on fiber-Bragg Grating Strain Sensor at liquid nitrogen temperature are presented. Based on the principle of the Fiber Bragg Grating Sensor the fiber-Bragg static transmission property was tested at liquid nitrogen temperature. The calibration of the fiber-Bragg grating strain sensor is given. The λ-e curve was established.
Fiber Bragg Grating
PHOSFOS
Long-period fiber grating
Liquid nitrogen
Cite
Citations (0)