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Medida de expansión mediante fibras de Bragg para aplicaciones de geoposicionamiento

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2016-10-13
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2016-10-13
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El objetivo de este proyecto es caracterizar experimentalmente el uso de redes de Bragg en fibra (Fiber Bragg Grating, FBG), para evaluar su aplicación a la medida de deformación por variaciones ambientales de un bloque de hormigón. Para ello, hemos desarrollado un banco de pruebas de laboratorio, fabricado mediante una serie de piezas de aluminio, que permiten variar independientemente la temperatura y la elongación de la fibra. En este banco de pruebas, podemos analizar los posibles efectos que puedan aparecer e influir en las medidas para distintas condiciones de deformación, habrá que tener muy en cuenta. Para la toma de estas medidas hemos diseñado un sistema en el que vamos a inyectar potencia óptica mediante un láser sintonizable en torno a los 1500 nm a través de una FBG y vamos a captar la respuesta, ya sea con el analizador de espectros ópticos o con el medidor de potencia óptica, tanto en transmisión como en reflexión (más adelante explicaremos esto con más detalle). Una vez tengamos las medidas lo que haremos será caracterizar de algún modo la deformación que se ha producido en el material a través de algún tipo de expresión que nos relacione la deformación con el desplazamiento de la longitud de onda de Bragg. Una vez tengamos algo parecido a una expresión matemática podremos cuantificar la deformación producida simplemente mirando el desplazamiento de la longitud de onda de Bragg. Como más adelante explicaremos, no todo va a ser tan sencillo como lo estamos redactando ya que habrá variables que perturben las medidas y tendremos que pensar en algún modo de suprimir sus posibles contribuciones. Como por ejemplo la temperatura o el propio pegado de la fibra.
The objective of this project is to experimentally characterize the use of fiber Bragg gratings (Fiber Bragg Grating, FBG), to evaluate its application to measure deformation by environmental variations of a concrete block. To do this, we have developed a laboratory test, manufactured by a series of aluminum parts, which allow independently vary the temperature and fiber elongation. In this test, we can analyze the possible effects that may appear and influence the measures for different deformation conditions; it should be taken into account. For taking these measures we have designed a system in which we will inject optical power using a tunable laser around 1500 nm through a FBG and we will grasp the answer, either with the optical spectrum analyzer or the optical power meter, both transmission and reflection (later explain this in more detail). Once we have measures what we will characterize somehow deformation has occurred in the material through some kind of expression relating us deformation with displacement of the Bragg wavelength. Once we have something like a mathematical expression we can quantify the deformation produced just watching the movement of the Bragg wavelength. As will be explained, not everything will be as simple as we are writing because there will be variables that disturb the measurements and we will have to think of some way to suppress their possible contributions. Like for example temperature or bonding of the fiber.
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Keywords
Fibras de bragg, Ensayo de materiales, Potencia óptica
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