پديد آورنده :
گودرزي، بهنام
عنوان :
شبيه سازي عددي رفتار سنسورهاي FBG ساختار ويژه داراي پوشش نازك فلزي بر روي فيبر
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
طراحي كاربردي
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان،دانشكده مكانيك
صفحه شمار :
دوازده، 77ص.: مصور، جدول، نمودار
يادداشت :
ص.ع. به فارسي و انگليسي
استاد راهنما :
احسان فروزمهر، محمد دانش
استاد مشاور :
محمد مشايخي
توصيفگر ها :
سنسور فيبر نوري , فيبر توري براگ , SFBG , اندازه گيري همزمان , شبيه سازي عددي
تاريخ نمايه سازي :
94/1/29
استاد داور :
محسن بدرسماس، رضا صفيان
تاريخ ورود اطلاعات :
1396/09/25
چكيده فارسي :
چكيده در دههها اخير استفاده از سنسورها فيبر نور و به ويژه سنسورها فيبر تور براگ يا به اختصار FBG ها در زمينهها مختلف گسترش مطالعات گستردها نيز در زمينه بهبود روز افزوني داشته است و عملكرد اين سنسورها و فائق آمدن بر محدوديتها و چالشها پيش رو اين سنسورها انجام شده است يكي از چالشها مهمي كه اين سنسورها با آن مواجه بودهاند كوپل بودن اثر دما و كرنش بر پاسخ آنهاست و تا كنون روشها گوناگوني برا مرتفع كردن اين مشكل ارائه شده است آخرين تلاش ها صورت گرفته برا حل اين مشكل منجر به ارئه سنسورها FBG ساختار ويژه SFBG با پوشش نازك فلز بر رو فيبر شده است كه قابليت برا اندازهگير همزمان دما و كرنش را دارد پژوهش حاضر به منظور ارائه يك مدل عدد برا پيشبيني رفتار همين سنسورها FBG ساختار ويژه و فراهم آوردن ابزار برا طراحي اين قبيل سنسورها انجام شده است در همين راستا فرايند مدل ساز اپتو مكانيكي سنسورها FBG بدست آوردن معادلات حاكم بر رفتار آنها و چگونگي تعميم دادن اين معادلات به سنسور ها FBG ساختار ويژه ارائه شده است در ادامه مدلساز اجزا محدود سنسورها FBG دارا پوشش فلز آورده شده و نحوه حل عدد معادله ديفرانسيل حاكم بر رفتار اپتيكي اين سنسورها بيان شده است همخواني نتايج بدست آمده از شبيهساز عدد با نتايج پژوهشها قابل قبول تجربي كه در گذشته انجام شدهاند درستي فرايند شبيهساز را تاييد مي كند با تكميل فرايند شبيه ساز و تاييد صحت پاسخها بدست آمده تاثير پارامترها هندسه پوشش بر رفتار نهايي سنسور به كمك مدل فوق مورد بررسي قرار گرفته است و روش اندازهگير همزمان دما و كرنش نيز برا يك سنسور نمونه توضيح داده شده است آزمايشات مقدماتي كه برا امكان سنجي ساخت اينگونه سنسورها انجام گرفته ارائه شدهاند و نهايتا نكات و راهبردها حاصل از اين پروژه برا طراحي هرچه بهتر سنسورها FBG ساختار ويژه برا اندازهگير همزمان دما وكرنش بيان شدهاند كلمات كليد سنسور فيبر نور فيبر تور براگ SFBG FBG اندازه گير همزمان شبيه ساز عدد
چكيده انگليسي :
Numerical Simulation of Behavior of SFBG Sensors with On Fiber Metal Thin Film Behnam Goodarzy behnamgoodarzy@me iut ac ir Department of Mechanical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 IranDegree M Sc Language FarsiSupervisors Ehsan Foroozmehr eforoozmehr@cc iut ac ir Mohammad Danesh danesh@cc iut ac irAbstract In recent years fiber optic sensors applications have been extended from thelaboratory research and development stage to practical and industrial use A great deal ofresearch effort has been focused on improving functionality of these sensors and also toovercome their limitations and challenges Coupled sensitivity of optical fiber sensors tostructural strain and temperature has been a long lasting problem for reliablemeasurements in environments where both parameters are varying Many methods havebeen already investigated to overcome this challenge The most recent ones have resultedthe use of Superstructure FBGs with on fiber thin metal film that have the ability ofsimultaneous measurement of temperature and strain This thesis is conducted in order toprepare a numerical model for prediction of behavior of these SFBGs and also to prepare atool for designing these sensors For this propose Opto Mechanical modeling of FBG andSFBG sensors are presented Then finite element modeling of SFBGs with on fiber metalfilm and numerical solution of differential equation ruling their optical behavior is alsopresented The results of numerical simulation show good agreement with formerexperimental results By completing the simulation process and validating the results effect of geometrical parameters of the coating on final spectrum of these sensors isstudied The geometrical parameters considered in this work are coating period coatingduty cycle and coating thickness The results of numerical modeling show that the sidepeak spacing is only depend on the coating period Coating duty cycle and coatingthickness can affect both sensitivity of Bragg peak and reflection intensity of side peaks Furthermore it can be seen that Bragg peak sensitivity does not depend on coating period The method of simultaneous measurement of temperature and strain for a sample sensor isalso explained Primary experiments which have been conducted in order to evaluatemanufacturing possibility of these sensors are also presented and finally some key pointsresulted from this work are given for a better design of SFBG sensors Keywords Fiber optic sensors Fiber Bragg grating Simultaneous measurement Numerical modeling FBG SFBG
استاد راهنما :
احسان فروزمهر، محمد دانش
استاد مشاور :
محمد مشايخي
استاد داور :
محسن بدرسماس، رضا صفيان
