Contribución al desarrollo de sensores basados en redes de difracción en fibra óptica para la medida simultánea de temperatura y deformación

Résumé

En este documento se recogen contribuciones al avance del conocimiento y de la técnica, consecuencia de trabajos investigadores realizados por el firmante durante los últimos años. Los trabajos se han centrado en sensores ópticos basados en redes de difracción en fibra óptica (RDFO) para la medida de deformación y temperatura, concretamente en la discriminación entre estas dos magnitudes físicas. Asimismo, se han realizado aportaciones al desarrollo tecnológico de estos transductores para su aplicación en el campo de la ingeniería civil. La discriminación entre la temperatura y la deformación en transductores basados en las RDFO es una temática aún no totalmente resuelta que requiere más esfuerzo para conseguir transductores que minimicen los errores de medida. En este sentido se ha realizado un análisis de los estimadores que permiten predecir las prestaciones y que sirven como mecanismo de caracterización del diseño de un transductor en cuanto a su capacidad discriminadora de temperatura y deformación. Se analizan varios de estos estimadores y se determinan las relaciones entre ellos y los ámbitos de aplicación de los mismos. Una de las filosofías para la fabricación de transductores se basa en la utilización de dos longitudes de onda de Bragg como sistema para la obtención de la temperatura y la deformación. Para conseguir unos procesos de fabricación simplificados, la utilización de dos RDFO grabadas sobre la misma fibra, aporta unos resultados satisfactorios. Sin embargo, esto obliga a elegir longitudes de onda de Bragg muy separadas entre sí. Para realizar un diseño optimizado se ha analizado en primer lugar la influencia de los coeficientes termo-óptico y elasto-ópticos para lo cual, después de deducir aquellos comportamientos más adecuados para los objetivos planteados, se han elaborado modelos concretos para fibras ópticas que permiten predecir su comportamiento con la longitud de onda dent