PL243783B1

PL243783B1 - Fiber optic sensor for geometrically continuous measurements

Info

Publication number: PL243783B1
Application number: PL432899A
Authority: PL
Inventors: Łukasz BEDNARSKI; Łukasz Bednarski; Rafał Marek Sieńko
Original assignee: Shm System Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia Spolka Komandytowa
Priority date: 2020-02-16
Filing date: 2020-02-16
Publication date: 2023-10-09
Also published as: PL432899A1

Abstract

Czujnik światłowodowy do pomiaru odkształceń i temperatury konstrukcji budowlanych, inżynierskich i geotechnicznych, z wykorzystaniem ciągłego geometrycznie pomiaru odkształceń światłowodowego elementu pomiarowego w czujniku umieszonym w badanym ośrodku charakteryzuje się tym, że składa się z rdzenia (1) i umieszczonych bezpośrednio w rdzeniu (1) i zespolonych z nim na stałe w procesie produkcji, bez możliwości rozdzielenia lub poślizgu, światłowodowych pomiarowych elementów (2) do wyznaczania odkształceń tegoż rdzenia (1), przy czym rdzeń (1) wykonany jest z materiału podatnego na odkształcenia i jednocześnie przewodzącego ciepło.Fiber optic sensor for measuring deformations and temperature of building, engineering and geotechnical structures, using geometrically continuous measurement of deformations of the fiber optic measuring element in the sensor placed in the tested medium, characterized by the fact that it consists of a core (1) and placed directly in the core (1) and permanently connected to it during the production process, without the possibility of separation or slippage, optical fiber measuring elements (2) to determine the deformation of the same core (1), where the core (1) is made of a material susceptible to deformation and at the same time conducting heat.

Description

Przedmiotem wynalazku jest czujnik światłowodowy do pomiaru odkształceń i temperatury konstrukcji budowlanych, inżynierskich i geotechnicznych, z wykorzystaniem ciągłych geometr ycznie (rozłożonych) pomiarów odkształceń światłowodowego elementu pomiarowego w czujniku umieszonym w badanym ośrodku.The subject of the invention is a fiber optic sensor for measuring deformations and temperatures of building, engineering and geotechnical structures, using continuous geometrically (distributed) measurements of deformations of the fiber optic measuring element in a sensor placed in the tested medium.

Znane są czujniki pomiaru odkształceń konstrukcji budowlanych, inżynierskich i geotechnicznych, z wykorzystaniem ciągłego geometrycznie pomiaru odkształcenia światłowodowego elementu pomiarowego w czujniku umieszonym w badanym ośrodku. Czujniki takie, przykładowo czujniki kablowe, zawierają światłowody rozłożone (ang. distributed fiber optic sensors DFOS). Ich zadaniem jest wyłącznie pomiar odkształceń lub temperatury. W przypadku pomiarów ciągłych geometrycznie (w każdym miejscu włókna) są to np. zwykłe telekomunikacyjne włókna światłowodowe, których stany analizowane są przy wykorzystaniu w szczególności zjawiska rozpraszania Rayleigha, Ramana lub Brillouina.There are known sensors for measuring the deformation of building, engineering and geotechnical structures using geometrically continuous measurement of the deformation of a fiber optic measuring element in a sensor placed in the tested medium. Such sensors, for example cable sensors, contain distributed fiber optic sensors (DFOS). Their task is only to measure strain or temperature. In the case of geometrically continuous measurements (at every point in the fiber), these are, for example, ordinary telecommunications optical fibers, the states of which are analyzed using, in particular, the phenomenon of Rayleigh, Raman or Brillouin scattering.

W opisie US 5245180 przedstawiono koncepcję monitorowania struktur kompozytowych za pomocą czujnika składającego się pojedynczego włókna światłowodowego umieszczonego wewnątrz ścisłej metalowej rurki. Odkształcenia monitorowanej struktury kompozytowej powodują odkształcenia umieszczonego wewnątrz niej czujnika. Metalowa rurka otaczająca światłowód definiuje sposób pracy czujnika. Zadaniem czujnika nie jest pomiar odkształceń, lecz monitoring pod względem występowania sytuacji niebezpiecznych. W zakresie małych odkształceń struktury (do około 0,3-0,5%) stal otaczająca światłowód zachowuje się sprężyście i odkształcenia przenoszone są prawidłowo na włókno światłowodowe, natomiast dla większych odkształceń następuje plastyczne odkształcanie metalowej rurki z równoczesnym poślizgiem włókna wewnątrz niej. Taka konstrukcja umożliwia wykonanie czujnika z pamięcią zdarzeń. Po wystąpieniu dużych odkształceń (w domyśle niebezpiecznych dla konstrukcji) następuje plastyczne odkształcenie stalowej rurki otaczającej światłowód, co powoduje zapamiętanie takiego zdarzenia. Po podłączeniu urządzenia pomiarowego do światłowodu, można stwierdzić że nastąpiło zdarzenie niebezpieczne, ponieważ plastycznie odkształcony czujnik utrzymuje naciągnięty światłowód czyli „zapamiętał” zdarzenia. Przykładowe zastosowanie to np. monitoring skrzydeł statków kosmicznych lub samolotów. Przed lotem należy odczytać stopień naciągnięcia czujnika i następnie po powrocie statku powietrznego na ziemię powtórzyć pomiar. Dzięki pamięci czujnika (jego odkształceniom plastycznym) możliwe jest stwierdzenie, czy podczas lotu wystąpiły nadmierne odkształcenia monitorowanych elementów mogące świadczyć o ich uszkodzeniu. Takie rozwiązanie umożliwia mechaniczne zapamiętywanie zdarzeń bez potrzeby ciągłej rejestracji danych.US 5,245,180 presents the concept of monitoring composite structures using a sensor consisting of a single optical fiber placed inside a tight metal tube. Deformations of the monitored composite structure cause deformations of the sensor placed inside it. The metal tube surrounding the optical fiber defines how the sensor works. The purpose of the sensor is not to measure deformations, but to monitor for the occurrence of dangerous situations. In the range of small structure deformations (up to approximately 0.3-0.5%), the steel surrounding the optical fiber behaves elasticly and the deformations are transferred correctly to the optical fiber, while for larger deformations, plastic deformation of the metal tube occurs with simultaneous slippage of the fiber inside it. This design enables the creation of a sensor with event memory. After large deformations occur (which are assumed to be dangerous for the structure), the steel tube surrounding the optical fiber undergoes plastic deformation, which causes the event to be remembered. After connecting the measuring device to the optical fiber, it can be concluded that a dangerous event has occurred because the plastically deformed sensor keeps the optical fiber under tension, i.e. it "remembers" the events. Example applications include monitoring the wings of spacecraft or airplanes. Before the flight, the tension level of the sensor should be read and then the measurement should be repeated after the aircraft returns to the ground. Thanks to the sensor's memory (its plastic deformation), it is possible to determine whether excessive deformations of the monitored elements occurred during the flight, which may indicate their damage. This solution enables mechanical storage of events without the need for continuous data recording.

Stosowanie przedstawionego wyżej rozwiązania wymagało umieszczania czujnika wewnątrz monitorowanej struktury kompozytowej na etapie jej wykonywania. Koncepcja ta została rozwinięta w opisie US 2014 0033825 A1, przedstawiającym sposób budowy niezależnych kabli pomiarowych, których konstrukcja pełni tę samą funkcję (zapamiętywania zdarzeń niebezpiecznych) lecz bez konieczności wbudowywania czujników do wewnątrz monitorowanych elementów. W tym przypadku czujniki w postaci kabli pomiarowych instalowane są na zewnątrz konstrukcji. Kable pomiarowe składające się z pojedynczego włókna światłowodowego osłoniętego zewnętrznymi warstwami należy indywidulanie projektować do każdej konstrukcji pod kątem sposobu jej pracy. W zakresie pracy normalnej, czujniki powinny odkształcać się razem z konstrukcją, a po przekroczeniu wartości niebezpiecznych czujniki powinny się rozwarstwiać, naciągać plastycznie, deformować, tak aby zachować pamięć zaistniałych zdarzeń. Takie rozwiązanie pozwala przy okresowym wykonywaniu pomiarów stwierdzić wystąpienie stanów niebezpiecznych w historii konstrukcji. Przedstawiono trzy przykładowe wykonania czujnika z mechaniczną pamięcią zdarzeń, w jednym światłowód otoczony jest warstwami z tworzyw sztucznych, w dwóch światłowód umieszczony jest wewnątrz metalowej rurki (analogicznie jak w opisanym poprzednio rozwiązaniu) i dodatkowo otoczony warstwami tworzyw sztucznych. W każdym przypadku zadaniem warstw otaczających światłowód jest zachowanie mechanicznej pamięci czujnika. Dodatkowo, budowa warstw, ich wzajemna przyczepność oraz przyczepność do włókna światłowodowego musi być niewielka, ograniczona, tak aby włókno światłowodu nie uległo zniszczeniu w czasie dużych odkształceń lecz ulegało poślizgowi wewnątrz czujnika, co jest niezbędne do odczytania pamięci mechanicznej warstw. Włókno musi pozostać trwale naciągnięte, nie może się zerwać.The solution presented above required placing the sensor inside the monitored composite structure at the stage of its construction. This concept was developed in the description US 2014 0033825 A1, presenting a method of building independent measurement cables whose structure performs the same function (remembering dangerous events) but without the need to build sensors inside the monitored elements. In this case, sensors in the form of measurement cables are installed outside the structure. Measuring cables consisting of a single optical fiber covered with external layers should be individually designed for each structure in terms of the way it operates. Within the scope of normal operation, the sensors should deform along with the structure, and when dangerous values are exceeded, the sensors should delaminate, stretch plastically, and deform, so as to retain the memory of the events that occurred. This solution allows for periodic measurements to determine the occurrence of dangerous states in the history of the structure. Three exemplary versions of a sensor with a mechanical event memory are presented: in one the optical fiber is surrounded by plastic layers, in two the optical fiber is placed inside a metal tube (analogously to the previously described solution) and additionally surrounded by plastic layers. In each case, the task of the layers surrounding the optical fiber is to preserve the mechanical memory of the sensor. Additionally, the structure of the layers, their mutual adhesion and the adhesion to the optical fiber must be small and limited, so that the optical fiber is not destroyed during large deformations but slips inside the sensor, which is necessary to read the mechanical memory of the layers. The fiber must remain permanently stretched and cannot break.

Celem wynalazku jest zbudowanie światłowodowego czujnika pomiarowego pozbawionego właściwości zapamiętywania zdarzeń a umożliwiającego przekazywanie odkształceń monitorowanego ośrodka w sposób jednoznaczny na światłowód pomiarowy, z możliwością wielokrotnego odkształcenia czujnika zgodnie z przebiegiem monitorowanych zjawisk. W takim czujniku nie mogą zachodzić procesy odkształceń plastycznych ani poślizgi pomiędzy warstwami pokrywającymi światłowód pomiarowy, gdyż wystąpienie odkształceń plastycznych lub poślizgów pomiędzy warstwami czujnika powoduje zapamiętanie stanu odkształcenia (ciągłe utrzymywanie napięcia światłowodu pomiarowego pomimo braku oddziaływań zewnętrznych), co uniemożliwia kontynuowanie pomiarów.The purpose of the invention is to build a fiber-optic measurement sensor without the ability to store events and enabling the deformations of the monitored medium to be transferred unambiguously to the measurement fiber, with the possibility of multiple deformations of the sensor in accordance with the course of the monitored phenomena. In such a sensor, there cannot be any plastic deformation processes or slippage between the layers covering the measurement fiber, because the occurrence of plastic deformation or slippage between the sensor layers causes the deformation state to be remembered (continuously maintaining the voltage of the measurement fiber despite the lack of external influences), which makes it impossible to continue the measurements.

Istota rozwiązania według wynalazku polega na tym, że czujnik składa się z rdzenia i umieszczonych bezpośrednio w rdzeniu i zespolonych z nim na stałe w procesie produkcji, bez możliwości rozdzielenia lub poślizgu, światłowodowych pomiarowych elementów do wyznaczania odkształceń tegoż rdzenia, przy czym rdzeń wykonany jest z materiału podatnego na odkształcenia i jednocześnie przewodzącego ciepło.The essence of the solution according to the invention is that the sensor consists of a core and optical fiber measuring elements for determining the deformation of the core, placed directly in the core and permanently connected to it during the production process, without the possibility of separation or slippage, and the core is made of a material susceptible to deformation and at the same time conductive of heat.

Rdzeń wykonany jest z jednorodnych kompozytów, w szczególności szklanych, poliestrowych lub polimerowych, bez warstw umożliwiających poślizgi, odkształcalnych w znany i kontrolowany sposób w całym zakresie pomiarowym czujnika. Czujnik na swej powierzchni ma uszorstniające elementy do przekazywania odkształceń z ośrodka, w którym czujnik umieszczono.The core is made of homogeneous composites, in particular glass, polyester or polymer, without layers that allow slipping, deformed in a known and controlled way over the entire measuring range of the sensor. The sensor has roughening elements on its surface to transmit deformations from the medium in which the sensor is placed.

Uszorstnienie może być wykonane w postaci oplotu z tego samego materiału, z którego wykonany jest rdzeń, lub w postaci posypki materiału ziarnistego, w szczególności piasku kwarcowego, przyklejonej do rdzenia za pomocą żywicy polimerowej.The roughening can be made in the form of a braid made of the same material from which the core is made, or in the form of a sprinkling of granular material, in particular quartz sand, glued to the core with a polymer resin.

Czujnik według wynalazku umożliwia pomiar odkształceń ośrodka pochodzących od dowolnych oddziaływań mechanicznych i niemechanicznych powodujących powstawanie w badanym ośrodku dowolnych sił wewnętrznych: rozciąganie, ściskanie, zginanie i skręcanie lub ich dowolnej kombinacji. Rozwiązanie według wynalazku pozwala na wielokrotne wyznaczenie zmieniającego się w czasie rozkładu odkształceń i temperatury różnego typu ośrodków, a w szczególności betonu i gruntu. Czujnik przeznaczony jest do pomiaru zarówno odkształceń monitorowanego ośrodka jak i temperatury w pełnym zakresie pomiarowym światłowodów, czyli aż do zerwania włókna światłowodowego.The sensor according to the invention enables the measurement of deformations of the medium resulting from any mechanical and non-mechanical interactions causing the formation of any internal forces in the tested medium: stretching, compression, bending and torsion, or any combination thereof. The solution according to the invention allows for multiple determinations of the distribution of strains and temperatures of various types of media, in particular concrete and soil, changing over time. The sensor is designed to measure both the deformation of the monitored medium and the temperature in the full optical fiber measurement range, i.e. until the optical fiber breaks.

Czujnik według wynalazku przedstawiony jest w przykładzie wykonania na rysunkach, na których: - fig. 1 przedstawia czujnik o kołowym przekroju poprzecznym, z zespolonymi w procesie produkcji światłowodowymi włóknami do pomiaru odkształcenia umieszczonymi w osi czujnika,The sensor according to the invention is presented in an example embodiment in the drawings, in which: - Fig. 1 shows a sensor with a circular cross-section, with optical fibers for strain measurement connected in the production process, placed in the sensor axis,

- fig. 2 przedstawia czujnik o kwadratowym przekroju poprzecznym, z zespolonymi w procesie produkcji światłowodowymi włóknami do pomiaru odkształcenia umieszczonymi w osi czujnika.- Fig. 2 shows a sensor with a square cross-section, with optical fibers for strain measurement assembled during the production process, placed in the sensor axis.

Czujnik pomiarowy składa się z monolitycznego, nieposiadającego warstw rdzenia 1 i umieszczonych wewnątrz niego w procesie produkcji i zespolonych z rdzeniem 1 światłowodowych pomiarowych elementów 2 służących do pomiaru odkształceń i temperatury rdzenia 1. Światłowodowe elementy pomiarowe 2 są zintegrowane na stałe (sklejone) z otaczającym go rdzeniem bez możliwości rozdzielenia lub poślizgu. Rdzeń czujnika 2 pokryty jest oplotem 3 zapewniającym przyczepność rdzenia czujnika 2 do monitorowanego ośrodka, w którym umieszczony jest czujnik. Taka konstrukcja czujnika zapewnia jednoznaczne przekazywanie odkształceń na włókno światłowodowe z otaczającego go materiału rdzenia oraz z monitorowanego ośrodka na rdzeń czujnika. Wystąpienie jakiegokolwiek poślizgu lub przemieszczenia włókna względem materiału rdzenia powoduje utratę dokładności pomiarowej.The measurement sensor consists of a monolithic, layer-free core 1 and optical fiber measuring elements 2 placed inside it in the production process and connected to the core 1, used to measure strains and temperature of the core 1. The optical fiber measuring elements 2 are permanently integrated (glued) with the surrounding material. core without the possibility of separation or slippage. The sensor core 2 is covered with a braid 3 ensuring adhesion of the sensor core 2 to the monitored medium in which the sensor is placed. This sensor design ensures a clear transfer of strains to the optical fiber from the surrounding core material and from the monitored medium to the sensor core. Any slippage or displacement of the fiber relative to the core material results in loss of measurement accuracy.

Rdzeń czujnika 1 wykonany jest z materiału zarówno podatnego na odkształcenia jak i jednocześnie przewodzącego ciepło i stanowi monolityczna strukturę. Zastosowanie do budowy czujnika materiału przewodzącego ciepło powoduje, że czujnik pełni dwie funkcje - jest jednocześnie elementem pomiarowym służącym do pomiaru odkształceń ośrodka, w którym jest umieszczony, jak również jest elementem służącym do pomiaru jego temperatury. Pomiar odkształceń i temperatury wykonywany jest za pomocą tego samego światłowodu pomiarowego, przy czym pomiar odkształceń realizowany jest z wykorzystaniem zjawiska rozpraszania Rayleigha i Brillouina natomiast pomiar temperatury realizowany jest z wykorzystaniem zjawiska rozpraszania Ramana. Materiał rdzenia można uznać za przewodzący ciepło, jeżeli jego współczynnik przewodzenia ciepła będzie nie mniejszy niż 0,3 W/m^K.The core of the sensor 1 is made of a material that is both susceptible to deformation and at the same time conducts heat and constitutes a monolithic structure. The use of a heat-conducting material to construct the sensor means that the sensor performs two functions - it is also a measuring element used to measure the deformations of the medium in which it is placed, and it is also an element used to measure its temperature. The measurement of strain and temperature is performed using the same optical fiber, with the strain measurement being carried out using the Rayleigh and Brillouin scattering phenomena, while the temperature measurement is carried out using the Raman scattering phenomenon. The core material can be considered thermally conductive if its thermal conductivity coefficient is not less than 0.3 W/m^K.

Rdzeń 1 na swej powierzchni ma elementy 3 uszorstniające, zapewniające przekazywanie odkształceń z ośrodka, w którym umieszczono czujnik pomiarowy na rdzeń 1. Uszorstnienie może mieć postać oplotu z tego samego włókna, z którego wykonany jest rdzeń, lub postać posypki materiału ziarnistego, w szczególności piasku kwarcowego, przyklejonej do rdzenia za pomocą materiału wiążącego np. żywicy.The core 1 has roughening elements 3 on its surface, ensuring the transfer of deformations from the medium in which the measurement sensor is placed to the core 1. The roughening may be in the form of a braid made of the same fiber from which the core is made, or in the form of a sprinkling of granular material, in particular sand. quartz, glued to the core using a binding material, e.g. resin.

Czujnik może mieć przekrój o dowolnym kształcie, jednak z punktu widzenia zużycia materiału oraz technologii produkcji, korzystnie jest, jeśli jego przekrój poprzeczny jest kołowy lub kwadratowy.The sensor can have a cross-section of any shape, but from the point of view of material consumption and production technology, it is advantageous if its cross-section is circular or square.

Rdzeń wykonany jest z odkształcalnego materiału, w szczególności z kompozytu składającego się z włókien szklanych i żywicy epoksydowej lub z włókien z tworzywa sztucznego i żywicy epoksydowej. Uszorstnienie wykonane jest w szczególności w postaci oplotu z tego samego materiału, z którego wykonany jest rdzeń. W odmianie wykonania, uszorstnienie wykonane jest w postaci posypki materiału ziarnistego, w szczególności piasku kwarcowego, przyklejonej do rdzenia za pomocą żywicy epoksydowej.The core is made of a deformable material, in particular a composite of glass fibers and epoxy resin or of plastic fibers and epoxy resin. The roughening is made in particular in the form of a braid made of the same material from which the core is made. In a variant of the embodiment, the roughening is made in the form of a sprinkling of granular material, in particular quartz sand, glued to the core with epoxy resin.

Dzięki specjalnie uszorstnionej powierzchni rdzenia czujnika oraz zespolenia z rdzeniem światłowodowego elementu pomiarowego, czujnik odkształca się w taki sam sposób, jak ośrodek, w którym został umieszczony. Uszorstnienie powierzchni zapewnia brak poślizgu na styku ośrodka i powierzchni rdzenia czujnika, a zespolenie światłowodowego elementu pomiarowego z rdzeniem zapewnia brak poślizgu światłowodowego elementu pomiarowego względem rdzenia. Dzięki temu czujnik według wynalazku umożliwia wykonywanie pomiaru odkształceń badanego ośrodka w całym zakresie zdefiniowanych dla konkretnego materiału czujnika lub włókna światłowodowego zakresów pomiarowych.Thanks to the specially roughened surface of the sensor core and the connection of the fiber optic measuring element to the core, the sensor deforms in the same way as the medium in which it is placed. The roughening of the surface ensures no slippage at the interface between the medium and the surface of the sensor core, and the connection of the fiber optic measuring element with the core ensures no slipping of the fiber optic measuring element relative to the core. Thanks to this, the sensor according to the invention makes it possible to measure the deformations of the tested medium within the entire range of measurement ranges defined for a specific sensor material or optical fiber.

Na skutek przekazania odkształceń z deformującego się ciała stałego (np. betonu), wewnątrz którego został umieszczony pręt zbrojeniowy, następuje wydłużenie bądź skrócenie pręta. Zmiana odkształcenia pręta przekazywana jest na światłowodowy element pomiarowy, wywołując w nim również zmianę odkształceń. Do pomiaru używa się czujnika pomiarowego wykonanego w postaci pręta z dowolnego tworzywa sztucznego, korzystnie z kompozytu włóknistego, wewnątrz którego w procesie produkcji umieszczony został światłowodowy element pomiarowy.As a result of transferring deformations from a deforming solid (e.g. concrete) inside which a reinforcing bar is placed, the bar is lengthened or shortened. The change in the deformation of the rod is transmitted to the optical fiber measuring element, causing also a change in deformation. The measurement uses a measuring sensor made in the form of a rod made of any plastic material, preferably a fiber composite, inside which a fiber optic measuring element was placed during the production process.

Sygnały pomiarowe ze światłowodowych elementów pomiarowych odczytywane są za pomocą odpowiedniego, powszechnie znanego urządzenia elektronicznego (reflektometry optyczne, ang. Optical Backscatter Reflectometer). W przypadku stosowania do odczytu temperatury reflektometru wykorzystującego zjawisko Ramana, włóknem do pomiaru temperatury może być włókno zespolone z rdzeniem, stosowane do pomiaru odkształcenia.Measurement signals from fiber optic measuring elements are read using an appropriate, commonly known electronic device (Optical Backscatter Reflectometer). If a Raman reflectometer is used to read the temperature, the temperature measurement fiber may be a fiber connected to the core used to measure strain.

Elementem pomiarowym odkształceń czujnika jest światłowód podłączony do reflektometru wykorzystującego zjawisko rozpraszania światła Reyleigha lub Brillouina. Pomiar odkształceń odbywa się zatem przy wykorzystaniu techniki pomiarów rozłożonych (ang. distributed fibre optic sensing DFOS). Długość odcinków (baz pomiarowych), z których uśredniane są odkształcenia, zależy od konkretnego reflektometru. Obecnie może ono wynosić od 1 do kilku tysięcy mm i zależy od długości czujnika oraz częstotliwości pomiaru. Długości czujników mogą być dowolne i zależą jedynie od możliwości transportowych, tzn. mogą wynosić od kilkudziesięciu cm do kilkudziesięciu km.The measuring element of the sensor's deformation is an optical fiber connected to a reflectometer using the Reyleigh or Brillouin light scattering phenomenon. The strain measurement is therefore performed using the distributed fiber optical sensing DFOS technique. The length of the sections (measurement bases) from which the deformations are averaged depends on the specific reflectometer. Currently, it can range from 1 to several thousand mm and depends on the length of the sensor and the measurement frequency. The lengths of the sensors can be any and depend only on transport possibilities, i.e. they can range from several dozen cm to several dozen km.

Elementem pomiarowym temperatury jest światłowód zespolony z rdzeniem czujnika wykorzystywany do pomiaru odkształceń podłączony do reflektometru wykorzystującego zjawisko rozpraszania światła Ramana.The temperature measuring element is an optical fiber integrated with the sensor core, used to measure strains, connected to a reflectometer using the Raman light scattering phenomenon.

Claims

1. Fiber optic sensor for measuring deformations and temperature of building, engineering and geotechnical structures, using geometrically continuous measurement of deformations of the fiber optic measuring element in a sensor placed in the tested medium, characterized in that it consists of a core (1) and (1) placed directly in the core ) and permanently connected to it in the production process, without the possibility of separation or slippage, optical fiber measuring elements (2) for determining the deformation of the same core (1), where the core (1) is made of a material susceptible to deformation and at the same time conducting heat.

2. The sensor according to claim 1. 1, characterized in that the core (1) is made of homogeneous composites, in particular glass, polyester or polymer, without layers enabling slipping, deformable in a known and controlled manner over the entire measuring range of the sensor.

3. The sensor according to claim 1. 1, characterized in that it has roughening elements (3) on its surface to transfer deformations from the medium in which the sensor is placed.

4. The sensor according to claim 1. 3. characterized in that the roughening (3) is made of a braid made of the same material as the core (1).

5. The sensor according to claim 1. 3, characterized in that the roughening is made in the form of a sprinkling of granular material, in particular quartz sand, glued to the core with a polymer resin.