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Coaxial cable Bragg grating sensors for large strain measurement with high accuracy

同轴电缆 不连续性分类 反射(计算机编程) 光纤布拉格光栅 同轴 叠加原理 光学 材料科学 声学 结构健康监测 物理 计算机科学 光纤 电信 导线 量子力学 数学分析 复合材料 程序设计语言 数学
作者
Jie Huang,Tao Wei,Xinwei Lan,Jun Fan,Hai Xiao
出处
期刊:Proceedings of SPIE 被引量:33
标识
DOI:10.1117/12.915035
摘要

In this paper, a new coaxial cable Bragg grating (CCBG) is developed as a strain sensor and the sensor's capacity for large range strain measurement in structural health monitoring (SHM) is demonstrated for the first time. The sensor device is comprised of regularly spaced periodic discontinuities along a coaxial cable. The discontinuities are fabricated using a computer numerical controlled (CNC) machine to drill holes in the cable. Each discontinuity generates a weak reflection to the electromagnetic wave propagating inside the cable. Superposition of these weak reflections produces a strong reflection at discrete frequencies that can be explained by Bragg grating theory. By monitoring the resonant frequency shift of the sensor's reflection or transmission spectra, strain measurement sensitivity of 20με and a dynamic range of 50000με (5%) were demonstrated for axial strain measurements. The experimental results show that the CCBG sensors perform well for large strain measurement needed in structural health monitoring (SHM).
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