یک روش شبیه سازی جدید برای محاسبه همزمان دما و کرنش با حسگر توری براگ فیبر نوری

حساسیت بسیار زیاد امواج نوری منتشرشده درون موجبر فیبر نوری به تغییرات محیطی، منجر شده تا از فیبرهای نوری به عنوان حسگر پارامترهای محیطی همچون دما، کرنش، تنش، رطوبت، غلظت و... بطور گسترده استفاده شود. در بین حسگرهای فیبری، حسگر توری براگ فیبر نوری (FBG) به دلیل دقت بالا و طول سنجش مناسب و البته مقرون به صرفه بودن، کاربردهای فراوانی در زمینه های مختلف عمرانی و صنعتی پیداکرده است ولی برخی محدودیت های این حسگر منجر به کاهش چشمگیر عملکرد آن شده است. یکی از مهم ترین این محدودیت ها، مشکلات موجود در اندازه گیری چند پارامتر محیطی، به خصوص دما و کرنش بطور همزمان است. این محدودیت منجر شده تا روش های زیادی برای اندازه گیری همزمان دما و کرنش به کمک حسگر FBG پیشنهاد شود. اکثر این روش ها نیاز به بیش از یک توری براگ فیبری یکنواخت دارند و برخی دیگر نیز از یک تک توری براگ فیبری خاص، و نه یکنواخت، برای اندازه گیری همزمان دما و کرنش استفاده می کنند. هر یک از این روش ها معایبی همچون نیاز به بیش از یک توری براگ، پیچیدگی در چیدمان و صرف بازه ی وسیعی از منبع پهن باند را دارند. هدف ما در این مقاله، شبیه سازی عددی و همچنین طراحی یک چیدمان مناسب برای محاسبه همزمان تغییرات دما و کرنش محیطی توسط تنها یک توری براگ فیبری یکنواخت است. باتوجه به نتایج شبیه سازی حاصل از نرم افزار متلب، حساسیت این حسگر نسبت به دما pm/℃ ۱۴ و نسبت به کرنشpm/με ۶۷۸/۰ بدست آمده است.

Keywords:

حسگر فیبر نوری , توری براگ فیبری , حسگر کرنش , حسگر دما , اندازه گیری همزمان