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http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/538| Sensor de vibraciones basado en interferometría heterodina en fibras ópticas Vibrations sensor in base to heterodine interferometry in fiber optics | |
| José Ernesto Sánchez Quintero | |
| Mikhai Shlyagin | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| Sensor interferométrico,Rejillas de Bragg,Láser sintonizable | |
| Los sensores interferométricos de fibra óptica han tenido un desarrollo rápido en los últimos años por aplicaciones potenciales en el monitoreo de salud estructural de construcciones industriales y civiles grandes, tales como puentes, ductos, edificios, etc. Para estas aplicaciones se requiere medir diferentes parámetros, incluyendo vibraciones, en un nu´mero grande de puntos críticos de estas construcciones. Los sensores interferométricos de fibra óptica son muy sensibles y útiles para medir perturbaciones vibratorias, sin embargo, poseen un problema fuerte de inestabilidad térmica de operación y son difíciles de multiplexar en un canal de fibra óptica. En este trabajo se propone una técnica nueva para la medición de vibraciones con métodos de interferometría heterodina en fibras ópticas, la cual está libre del problema de inestabilidad del punto de trabajo y posee una capacidad alta para multiplexión en el dominio de la frecuencia. El método se basa en un arreglo de interferómetros desbalanceados de diferente longitud formados cada uno por un par de rejillas de Bragg iguales de baja reflectividad. El arreglo de interferómetros es interrogado por un láser sintonizable que hace un barrido rápido en frecuencia óptica en un intervalo espectral de reflexión de las rejillas de Bragg. Las señales de todos interferómetros pueden ser de-multiplexadas y de-moduladas utilizando la transformada rápida de Fourier (FFT) y calculando las fases espectrales para cada interferómetro. En la tesis, se presenta el principio del funcionamiento del sistema sensor, se analizan diferentes tipos de ruido que afectan el sistema. También, se presentan los resultados experimentales obtenidos para la verificación del funcionamiento de la técnica propuesta. Fiber optic interferometric sensors have been developed rapidly in recent years because of a high potential for applications in Structural Health Monitoring of large industrial and civil constructions, such as bridges, pipelines, buildings, etc. For these applications there exists a need to measure many different parameters, including vibrations, in a big number of points being critical for constructions under monitoring. The interferometric fiber optic sensors are very sensible and are suitable for measurements of vibrations, however, there exists a problem of thermal instability of the operation point of interferometers, and also it is difficult to multiplex interferometric sensors in one optical fiber. In this work a new technique for measurements of vibration is proposed which is based on methods of heterodyne interferometry in optical fibers. This technique does not suffer of the problem of the working point instability and has a high capability for multiplexing in frequency domain. The method is based in using an array of unbalanced interferometers of different lengths formed by pairs of equal low reflective fiber Bragg gratings. The array of interferometers is interrogated with a tunable laser which sweeps rapidly its optical frequency in the spectral range reflectance of the fiber Bragg gratings. The signals from interferometers can be de-multiplexed and de-modulated using Fast Fourier Transformation and calculating spectral phases for each interferometer. In the thesis, the operational principle of the sensor and analysis of deferent noise sources are presented. Also, the results of experiments performed for verification of the sensor functionality are presented. | |
| CICESE | |
| 2010 | |
| Tesis de maestría | |
| Español | |
| Sánchez Quintero, J.E.2010.Sensor de vibraciones basado en interferometría heterodina en fibras ópticas.Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 75 pp | |
| ÓPTICA | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis - Óptica |
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| Fichero | Descripción | Tamaño | Formato | |
|---|---|---|---|---|
| 184751.pdf | Versión completa de la tesis | 15.74 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |