Design of a Fiber Temperature and Strain Sensor Model Using a Fiber Bragg Grating to Monitor Road Surface Conditions

2024

Полный текст Открытый доступ: Gold Метаданные (CSL-JSON)
DOI 10.3390/inventions9050100
Достоверность данных 70 средняя
Как считается эта оценка

Складывается из проверяемых признаков самой записи: есть ли у статьи DOI, сколько независимых источников подтвердили её данные, заполнены ли обязательные поля и насколько свежо последнее подтверждение. Снижают оценку расхождения между источниками и отсутствие идентификатора. Значение от 80 означает, что запись опубликована без дополнительной проверки; от 60 до 79 — что она опубликована с пониженной достоверностью и ручная проверка желательна. Запись, выверенную редактором вручную, пересчёт не опускает ниже 90. Это оценка наших данных о статье, а не оценка самой статьи.

Аннотация

In this paper, the types and principles of operation of fiber sensors based on fiber Bragg gratings (FBGs) are investigated. The influence of strain and temperature on the characteristics of FBGs is considered, and a method for the simultaneous measurement of these parameters is presented. Laboratory studies were carried out in the temperature range from +18 °C to +135 °C with an incremental step of 5 °C, with the actual temperature not deviating by more than ±0.5 °C. From the data obtained, the Bragg wavelength–temperature relationships were plotted, which showed a linear increase in wavelength with increasing temperature. This study shows that the use of two FBGs with a different sensitivity to temperature and strain allowed for the simultaneous measurement of both parameters. Numerical models created in the MATLAB R2022b environment confirmed the high accuracy and precision of the measurements. The FBG-based sensors demonstrated a robust performance in harsh environments, withstanding temperatures of up to 160 °C and high humidity, making them applicable in various industries and sciences. This work confirms that FBGs are a promising tool for accurate temperature and strain measurements, providing reliable results in harsh environments.