Método de desacoplamiento de sensibilidad cruzada de tensión y temperatura a través de un solo polímero reforzado con...

Área de la Ciencia:

• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
• La detección óptica por detección óptica.
• Materiales compuestos Materiales compuestos.

Sus antecedentes:

• La sensibilidad cruzada entre la temperatura y la tensión en los sensores FBG es un desafío significativo.
• Los sistemas FBG convencionales de múltiples rejillas son propensos a errores de temperatura debido a las variaciones térmicas espaciales.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un nuevo sensor de Fiber Bragg Grating (CFBG) para la detección simultánea de dos parámetros (temperatura y tensión).
• Para abordar el compromiso de precisión y complejidad en los sistemas de sensores para el monitoreo de compuestos aeroespaciales.

Principales métodos:

• Un solo sensor de CFBG fue encapsulado en un polímero reforzado con fibra de vidrio (GFRP).
• El mecanismo de detección utilizó respuestas espectrales diferenciales de longitud de onda central y ancho de banda.
• Se realizó un modelado teórico y una validación experimental para evaluar el rendimiento.

Principales resultados:

• La encapsulación de GFRP mejoró la transferencia de deformación y la estabilidad térmica.
• Respuestas espectrales distintas de longitud de onda y ancho de banda permitieron la sincronización térmica intrínseca.
• Se observaron excelentes relaciones lineales (R2 > 0,99) entre los parámetros espectrales y los estímulos aplicados.
• La deriva de la longitud de onda se suprimió a <1,2% de error debido a la compensación de la expansión térmica de GFRP.

Conclusiones:

• El sensor CFBG propuesto ofrece una solución viable para la detección simultánea de temperatura y deformación.
• La encapsulación de GFRP compensa efectivamente la expansión térmica, mejorando la precisión y la estabilidad del sensor.
• Este enfoque simplifica los sistemas de sensores y reduce el número de componentes para aplicaciones aeroespaciales.