StrainLux - Cementys

PFR.DS.StrainLux.Apr16 StrainLux©
Jauge de déformation à fibre optique Caractéristiques •
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Mesurer localement les déformations totales d’une pièce métallique ou en composite Évaluer les variations de contraintes mécaniques Mesures totalement immunisées des bruits électromagnétiques Mesures en fréquence, multiplexables et sans effet du câblage (longueur de câble jusqu’à 100 km, déconnexion / reconnexion avec connecteurs) Traçabilité intrinsèque des jauges lors de leur pose (une fréquence par jauge) Applications Le capteur StrainLux© est conçu pour mesurer localement les déformations totales subies par un élément de structure sollicitée. La mesure est basée sur la technologie par fibre optique à réseau de Bragg. Les propriétés de transmission d’information de la fibre optique permettent le fonctionnement des capteurs StrainLux© déportés à plusieurs kilomètres de la centrale d’acquisition. À l’épreuve de tous les environnements électromagnétiques (foudre, câble haute tension, bruits électromagnétiques), ils présentent également l’avantage de pouvoir être multiplexés le long de la même fibre : 20 capteurs (16 conseillés) peuvent être typiquement placés le long d’un seul câble de très faible diamètre (3 mm). Ce capteur vise particulièrement les structures durables et installations industrielles sensibles en acier : • Charpentes métalliques et ponts roulants • Centrales Nucléaires • Constructions navales • Ponts et viaducs en métal • Réservoirs et caissons pressurisés • Canalisations, pipes et conduites d’eau forcée • Plateformes Offshore Ce document est la propriété de Cementys®, Copyright © 2016.
PFR.DS.StrainLux.Apr16 Principe de la mesure Le capteur StrainLux© est constitué d’un corps d’épreuve monolithique souple à coller sur l’élément à mesurer (jauge optique). Une fibre optique en silice, dans laquelle est inscrite un réseau de Bragg, est durablement pré-­‐tendue dans cette jauge. Le système d’attache de la fibre est constitué par un dispositif garantissant un maintien sans dérive de la fibre après vieillissement thermique (3 cycles à -­‐20 / 65°C). Le réseau de Bragg est un microcomposant optique passif photo-­‐inscrit à l’intérieur de la fibre. Lors de sa lecture (tel un code barre) ce réseau est inondé par une lumière à large spectre et ne réfléchit qu’une seule longueur d’onde λB proportionnelle au pas du réseau Λ. Des déformations micrométriques de la jauge induisent des variations du pas de ce réseau, induisant à leur tour des variations de la longueur d’onde réfléchie. La lecture du réseau peut être réalisée à plusieurs kilomètres de distance (la perte d’intensité du signal est seulement de 50% si le capteur est situé à 15km de la centrale). Principe de pose Le capteur est insensible aux environnements neutres, basiques et/ou alcalins (résistant à la corrosion). De par sa conception, il est résistant aux chocs et se déforme de manière élastique sur le matériau support (métal, plastique, composite). La jauge est étanche à l’eau liquide jusqu’à 100 bars. Lecture et interprétation des mesures La mesure de la langueur d’onde optique du capteur StrainLux© est réalisée par mesure de la réflectivité spectrale du réseau de Bragg. Le réseau est éclairé au travers de la fibre optique par une lumière blanche et ne réfléchit qu’une seule longueur d’onde qui est déterminée par un balayage spectral. Figure 1 : Le capteur StrainLux© avant collage (gauche) et posé sur une poutre métallique (droite) Ce document est la propriété de Cementys®, Copyright © 2016.
PFR.DS.StrainLux.Apr16 Caractéristiques du capteur Modèle StrainLux©
Etendue de mesure longueur d’onde Etendue de mesure déformation 10 nm max (possibilité de réduire en vue de multiplexage suivant l’application) Fréquence centrale ajustable dans la gamme 1520-­‐1570 nm ± 5000. 10-­‐6 (réglable suivant multiplexage) Résolution en déformation ± 0.5 10-­‐6 Température d’utilisation -­‐20°C – 80°C. Conditions d’utilisation Résistant aux chocs, rayonnements électroma-­‐
gnétiques, environnements corrosif et alcalin. Protection IP69K jusqu’à 100 bars. 1Hz à 25kHz suivant interrogateur Fréquence de mesure Longueur de la base de mesure du 20 mm en version standard capteur Masse sans câble 20 g Sortie câble 1 fibre optique gainée 2 ou 3 mm (possibilité de tube renforcé en inox 5mm) Longueur de câble maximale pour la 15 km mesure Caractéristiques des signaux de mesure Lumière continue polychromatique (1520-­‐1570) • Signal incident Lumière continue monochromatique • Signal réfléchi Options Connectique par prise FC/APC Ligne de mesure complète à base de plusieurs jauges StrainLux© (jusqu’à 20 capteurs le long de la même fibre optique) Centrale d’acquisition BraggLogger© (statique et/ou dynamique) Ce document est la propriété de Cementys®, Copyright © 2016.