Cantilever beam vibration sensor based on the axial property of fiber Bragg grating

Miguel A. Casas-Ramos; G.E. Sandoval-Romero

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자료유형: 학술저널

저자정보: Miguel A. Casas-Ramos (Universidad Nacional Autónoma de México) G.E. Sandoval-Romero (Universidad Nacional Autónoma de México)

저널정보: 국제구조공학회 Smart Structures and Systems, An International Journal Smart Structures and Systems, An International Journal Vol.19 No.6

발행연도: 2017.1

수록면: 625 - 631 (7page)

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In the fields of civil engineering and seismology, it is essential to detect and tracking the vibrations, and the fiber Bragg gratings (FBGs) are typically used as sensors to measure vibrations. Where, one of the most popular and detailed approaches to use FBGs as vibration sensors involves the use of cantilever beam designs, which adds a mass to measure low and moderate frequencies (from 20 Hz up to 1 kHz) with high sensitivities (greater than 10 pm/g). The design consists of a bending strain in the cantilever that is simultaneously transferred to the FBG, resulting in a shift in the wavelength that is proportional to the strain experienced by the cantilever. In this work, we present the experimental results of a vibration sensor design using a cantilever beam to generate an axial uniform strain in the FBG in-line with the vertical axis, which modifies the cantilever\'s natural frequency that allows the sensor to have a wide frequency broadband without losing sensitivity. This sensor achieved a sensitivity of about 339 pm/g and a natural frequency of 227.3 Hz. The presented design compared with the traditional cantilever beam-based FBG vibration sensors, has the advantages of a simple design for detection on vibration-sensitive structures and its physical parameters can be easily modified in order to satisfy the requirements of the desired vibration measurements.

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Antunes, P. / Mechanical Properties of Optical Fibers, Selected Topics on Optical Fiber Technology

Basumallick, N. / 2012 / Fiber Bragg grating accelerometer with enhanced sensitivity / Sensor. Actuat. A-Phys 173(1):108~115

Berkoff, T. A. / 1996 / Experimental demonstration of a fiber Bragg grating accelerometer / IEEE Photonics Technol. Lett. 8(12):1677~1679

Bertholds, A. / 1988 / Determination of the individual strain-optic coefficients in single-mode optical fibres / J. Lightwave Technol 6(1):17~20

Ferraro, P. / 2002 / On the posible use of optical fiber Bragg grating as strain sensors for geodynamical monitoring / Opt. Laser. Eng 37:115~130

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Miguel A. Casas-Ramos

소속기관 Universidad Nacional Autónoma de México

주요연구분야 공학 > 건축공학 > 토목공학

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