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Capteur de température optique

10 décembre 2013, 14:38
Capteur de température optique
Capteur de température optique

Depuis un siècle, le principe du miroir de Bragg est utilisé en physique parce que, mieux que n'importe quel autre miroir, il permet de réfléchir 99,5 % de l’énergie incidente. Il est constitué d'une succession de surfaces planes transparentes d’indices de réfraction différents. Mis au point par William Lawrence Bragg (prix Nobel de physique en 1915), il est utilisé sur les capteurs FBG (Fiber Bragg Grating, c'est-à-dire miroir de Bragg sur fibre, pour réfléchir une longueur d’onde de lumière qui correspond à des variations de grandeurs physiques comme la contrainte et la température.
 

Contrairement aux capteurs électriques classiques, les capteurs FBG sont non-conducteurs, passifs au niveau électrique et insensibles à toute interférence électromagnétique, ce qui leur confère une grande fiabilité dans les environnements sujets au bruit, à la corrosion et dans des conditions climatiques extrêmes. Le support de transmission, plutôt qu’un câble en cuivre, est une fibre optique standard permettant ainsi de relever des mesures sur de longues distances (jusqu’à 10 km). Les capteurs FBG peuvent être utilisés pour les types de mesures les plus courants, comme la contrainte, la température ou la pression. Une fibre optique unique peut desservir plusieurs de ces capteurs, réduisant sensiblement taille, poids et complexité du dispositif de mesure.

 

L’interrogateur de capteurs optiques PXIe-4844 de National Instruments permet d’interroger les capteurs FBG. Ce module offre quatre voies optiques interrogées simultanément à 10 Hz. Sur chaque voie, une gamme de longueurs d’onde de 80 nm de large (1510 à 1590 nm), peut interroger plus de 20 capteurs FBG par voie (soit plus de 80 capteurs FBG par module, en fonction de la gamme de capteurs). Pour les applications à grand nombre de voies, il est possible d’étendre le nombre maximum de capteurs FBG par module en connectant une ou plusieurs voies optiques à un multiplexeur optique externe ou en utilisant plusieurs modules interrogateurs.

 

Le module interrogateur dispose d’un cœur optique qui combine un laser à balayage spectral faible bruit et haute puissance, avec la technique de filtre accordable Fabry-Perot de Micron Optics. Il offre ainsi une précision, une répétabilité et une stabilité de longueur d’onde de 1 pm, équivalentes aux précisions des capteurs d’environ 1,2 microstrain et 0,1 °C pour les capteurs FBG de contrainte et de température, respectivement. Contrairement à la plupart des instruments, l’interrogateur ne nécessite pas d’étalonnage externe périodique, car chaque scrutation effectuée par le module est calibrée sur une référence de longueur d’onde embarquée traçable NIST (voir le lien plus bas).

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