Figura 1. Il principio che sottolinea il funzionamento degli estensimetri con reticolo a fibra di Bragg (FBG).

Praticamente tutte le infrastrutture pubbliche – ponti, tubi, gallerie, fondamenta, strade, argini, ecc. – sono soggette a fattori che possono provocarne il degrado o difetti di funzionamento. Tali problemi strutturali possono essere il risultato di deterioramento, metodi di costruzione inadeguati, attività sismica, strutture adiacenti, ecc. Benché per un lungo periodo il monitoraggio dei cambiamenti strutturali sia stato affidato agli estensimetri elettrici, talvolta questi ultimi non risultano sufficientemente duraturi e integri per fornire informazioni precise e affidabili a lungo termine.

Gli estensimetri in fibra ottica basati sul reticolo in fibra di Bragg (FBGs) agiscono secondo principi molto diversi rispetto a quelli che sono alla base del funzionamento degli estensimetri tradizionali. In parole semplici, un reticolo in fibra di Bragg è una microstruttura (tipicamente lunga pochi millimetri) creata modificando una fibra per telecomunicazioni standard a singola modalità, drogata al germanio, con laser UV. Questa microstruttura crea una variazione periodica nell’indice di rifrazione di tale fibra ottica. Man mano che la luce passa lungo la fibra, il reticolo di Bragg riflette una gamma di lunghezza d’onda molto stretta; tutte le altre lunghezze d’onda sono trasmesse attraverso il reticolo. Il centro di questa fascia di lunghezze d’onda riflesse è noto come lunghezza d’onda di Bragg (figure 1 e 2). Se sottoposto a sollecitazioni, il periodo di FBG aumenta a causa dell’estensione o della compressione fisica della fibra ottica. Questo cambiamento provoca uno spostamento nella lunghezza d’onda di Bragg, che è rilevato e registrato dall’interrogatore (per es. dal sistema di acquisizione dati).

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