Mathematical modelling for correlation between temperature and mechanical strain in long period gratings

Delgado, Felipe S.; Silveira, Daniel D.; Coelho, Thiago V. N.; Santos, Alexandre Bessa dos

doi:10.1109/icsens.2014.6985401

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“…These devices are compact, lightweight, easy to install, inexpensive and insensitive to electromagnetic interference [6], which are key features desired for sensing applications. Thus, optical fiber sensors are extremely versatile in measuring variations in temperature [7,8], strain [9], external refractive index [10], pressure [11], humidity [12] and electrical current in high voltage environments [13]. …”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

An Optical Fiber Sensor and Its Application in UAVs for Current Measurements

Delgado

Carvalho

Coelho

et al. 2016

Sensors

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In this paper, we propose and experimentally investigate an optical sensor based on a novel combination of a long-period fiber grating (LPFG) with a permanent magnet to measure electrical current in unmanned aerial vehicles (UAVs). The proposed device uses a neodymium magnet attached to the grating structure, which suffers from an electromagnetic force produced when the current flows in the wire of the UAV engine. Therefore, it causes deformation on the sensor and thus, different shifts occur in the resonant bands of the transmission spectrum of the LPFG. Finally, the results show that it is possible to monitor electrical current throughout the entire operating range of the UAV engine from 0 A to 10 A in an effective and practical way with good linearity, reliability and response time, which are desirable characteristics in electrical current sensing.

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Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

An Optical Fiber Sensor and Its Application in UAVs for Current Measurements

Delgado

Carvalho

Coelho

et al. 2016

Sensors

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“…INTRODUCTION Nowadays, long period gratings (LPGs) has a growing importance in the fields of optical communications and fiber sensors technologies [1][2][3][4]. In single mode fibers, LPGs couple energy from the fundamental guided mode propagating in the core to different co-propagating symmetric cladding modes , satisfying the phase-matching equation [5]: (1) where is the differential propagation constant, is the grating period, and are the propagation constants for the fundamental and mth cladding modes, respectively.…”

mentioning

confidence: 99%

Propagation Characteristics of Optical Long Period Fiber Gratings using Graphical Solution Methods

Delgado¹,

Jucá²,

Coelho³

et al. 2016

J. Microw. Optoelectron. Electromagn. Appl.

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Abstract-In this paper, we explicitly show a complete analysis and detailed calculation of propagation characteristics of the effective refractive indices of the core and cladding for a long period grating employing both the Two-Layer and Three-Layer Geometries. The results are achieved employing graphical solution methods and presented in terms of the effective refractive indices of the core and cladding. Then, we compare the results with OptiGrating (Optiwave Systems Inc., Ottawa, Canada). Finally, we point the best model to evaluate the effective refractive indices, avoiding incorrect designs of the long period gratings.

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“…Já em aplicações de detecção, essas redes podem ser utilizadas para medição de diversos parâmetros, como temperatura [9], deformação [10], torção [11], corrente elétrica [12] e índice de refração [13]. O monitoramento desses parâmetros é de grande importância e aplicabilidade ao se desenvolver processos químicos e industriais, no monitoramento ambiental, de estruturas e também, na indústria de combustíveis.…”

Section: Lista De Ilustraçõesunclassified

Novo método de fabricação de redes de período longo com baixa perda dependente da polarização

Delgado¹

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Este trabalho apresenta uma nova técnica de fabricação de redes de período longo com descargas de arco elétrico tendo em vista o desenvolvimento de dispositivos com perda dependente da polarização reduzida. A perda dependente da polarização elevada é uma característica das redes produzidas por arco elétrico, que resulta em limitações no uso desses dispositivos em aplicações de sensoriamento e comunicações ópticas. A técnica proposta baseia-se na rotação axial da fibra óptica após cada descarga de arco elétrico, de modo que a perturbação assimétrica transversal induzida gire ao longo do eixo da fibra. Dessa forma, procura-se promediar a contribuição da não homogeneidade no índice de refração induzida pontualmente ao longo do comprimento da rede e assim, reduzir os efeitos indesejáveis da perda dependente da polarização. A fabricação de redes de período longo utilizando a técnica de arco elétrico foi descrita, o comportamento da perda dependente da polarização das redes produzidas foi investigado e os resultados experimentais mostram que é possível reduzir substancialmente a perda dependente da polarização nesses dispositivos utilizando a técnica de fabricação proposta. Por fim, é apresentado uma aplicação prática de uma rede produzida com a técnica proposta para o sensoriamento de torção mecânica. Os resultados mostram que é possível fabricar um sensor com sensibilidade à torção linear de 0,197 nm/(rad/m), que é superior ao das redes produzidas normalmente por arco elétrico

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Mathematical modelling for correlation between temperature and mechanical strain in long period gratings

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An Optical Fiber Sensor and Its Application in UAVs for Current Measurements

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Propagation Characteristics of Optical Long Period Fiber Gratings using Graphical Solution Methods

Novo método de fabricação de redes de período longo com baixa perda dependente da polarização

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