Estudio del sensor de vibración FBG de tres componentes para la medición simultánea de vibración, temperatura y verticalidad

Para lograr la medición simultánea de la vibración, la temperatura y la verticalidad del mensurando, en este artículo se propone un sensor de vibración de fibra de tres componentes con rejilla de Brag (TVFBG). Se utilizan métodos de sensibilización de polímero y diafragma metálico para mejorar la sensibilidad de medición de este sensor. Se adopta la teoría de la matriz de proyecto para analizar este sensor. Teóricamente, se establece una matriz de coeficientes de medida no singular de 9×9 de este sensor TVFBG, compuesta por tres matrices de coeficientes de medida de 3×3. Para extraer eficazmente los coeficientes de medida de este sensor, se utiliza una matriz de proyecto. Para extraer eficazmente la magnitud de medida, se utiliza la transformada de Hilbert-Huang (HHT) para procesar las señales de longitud de onda central de este sensor. Se llevan a cabo experimentos de calibración para verificar el rendimiento de este sensor TVFBG. Los datos experimentales confirman que este sensor tiene una excelente respuesta en frecuencia y muestra una buena linealidad en la medición de la temperatura y la verticalidad. También se realiza un experimento de medición del ángulo de rotación de la muñeca para determinar el valor práctico de este sensor. Mediante el análisis por HHT, los resultados de los experimentos muestran que las sensibilidades de medición del ángulo de las tres rejillas de fibra Brag incluidas en este sensor son, por separado, de 25,2 pm/°, 38,2 pm/° y 38,3 pm/°.

Autores: Jiang, Shan-chao; Wang, Jing; Sui, Qing-mei; Ye, Qing-lin; Wang, Li-jun