FBG per la struttura di ingegneria civile

Il monitoraggio strutturale dell'ingegneria civile è il campo più attivo dei sensori a griglia in fibra. Per ponti, miniere, gallerie, dighe, edifici, ecc., misurando la distribuzione dello sforzo delle strutture sopra menzionate, i carichi locali e le condizioni delle strutture possono essere previsti, che è conveniente per la manutenzione e il monitoraggio delle condizioni. I sensori della griglia della fibra possono essere fissati alla superficie della struttura o incorporati nella struttura in anticipo per eseguire il rilevamento di impatto, il controllo della forma e il rilevamento di smorzamento delle vibrazioni sulla struttura allo stesso tempo e anche per monitorare i difetti della struttura. Inoltre, più sensori a griglia in fibra possono essere collegati in serie per formare una rete di sensori per eseguire il rilevamento quasi distribuito della struttura e controllare a distanza il segnale del sensore attraverso un computer.

Una delle strutture costruttive che i sensori a griglia in fibra possono rilevare sono i ponti. In applicazione, un gruppo di griglie in fibra viene incollato alla superficie delle costole composite del ponte o una piccola scanalatura viene aperta sulla superficie del fascio, in modo che il nucleo nudo della griglia sia incorporato nella scanalatura (per protezione). Se è richiesta una protezione più completa, è meglio incorporare la griglia nelle costole composite durante la costruzione del ponte. Allo stesso tempo, per correggere lo sforzo causato dall'effetto della temperatura, è possibile utilizzare un braccio sensore con stress e temperatura separati e questi due bracci possono essere installati su ogni fascio.

Due griglie in fibra con la stessa lunghezza d'onda centrale sostituiscono lo specchio dell'interferometro Fabry-Perot per formare un interferometro Fabry-Perot interamente in fibra (FFPI), che utilizza una bassa coerenza per ridurre al minimo il rumore di fase di interferenza. Un metodo realizza la misura dinamica di deformazione ad alta sensibilità. Usa FFPI per combinare gli altri due FBG. Una delle griglie viene utilizzata per misurare lo sforzo e l'altra è protetta (da stress) per misurare e correggere l'effetto della temperatura. Allo stesso tempo, la misura di tre grandezze: temperatura, deformazione statica, deformazione dinamica istantanea. Questo metodo combina la coerenza dell'interferometro e i vantaggi del sensore griglia in fibra Bragg. All'interno del campo di misura di 5mε, raggiunge una precisione di misurazione statica della deformazione inferiore a 1µε, una sensibilità alla temperatura di 0,1°C e una sensibilità dinamica della deformazione inferiore a 1nε/(Hz)1/2.