configuration, the longitudinal strain
ε and the sensitivity a canbe expressed according to:
ε(m) = 4mg
Ef 2
f
⇒
a
=
Bragg
Bragg
Ef 2
f
4mg
with:
⎧⎪⎪⎨
⎪⎪⎩
g
=
9.81 m.s−2 gravitational acceleration
f =
125 m bare fiber diameter
Ef
72 GPa optical fiber Young’s modulus
Measurements performed with 12 different Fiber Bragg Gratings,with masses m ranging from 0 kg (reference state) up to 0.263 kg(equivalent to
ε
0.29 % which is greater than the yield strainof usual steel grades), give an average sensitivity a
close to 0.72with a standard deviation close to 0.008, which is not significantlydifferent from the usual 0.78 value (14).Strain gradients, especially in the radial direction during rollrotation, are very steep in the contact vicinity. Therefore, short1 mm long FBGs were preferred (instead of classical 6+mm longFBGs) in order to limit as much as possible gradient effects lead-ing to a stretch of the FBG reflected spectrum, hence to difficultiesto accurately identify the characteristic Bragg wavelength Bragg.The other advantage of such short Fiber Bragg Gratings is a broaderreflected spectrum, with a FWHM closer to 800 pm, in comparisonto typically 250 pm for standard gratings (as detailed by Martinez(1999)). Optical measurement systems can therefore take benefitfrom additional information in the spectral domain, leading to amore accurate Bragg wavelength detection, despite the fact thatsignificant less optical power is reflected by shorter gratings.1From the practical point of view, gluing optical fibers in a 40 mmlong and ∅ 400 m diameter hole, furthermore closed at its end,2is a technical challenge: this has been achieved using a syringeequipped with a precision tubing long enough to, first, inject theglue from the bottom of the hole in order to eliminate any bubbleand wet the whole surface, and second, to accurately place the FBGsat their expected position below the external surface. At last, theglue is cured according to a specific recipe, taking also into accountdegassing issues (Fig. 4(b)).This ∅ 400 m hole diameter (in comparison, bare fiber diame-ter fis equal to ∅ 125 m) is in fact a good compromise betweenmachining technical feasibility (length vs. diameter ratio is equalto 100) and relaxation times after mechanical compressions of theplug: this can be explained if we consider that strain transduction1Which may also require to add an optical amplifier in the measurement loop fora better signal to noise ratio.2This is required to avoid significant marks on the strip during the rolling process.mechanisms from the plug to the FBGs mainly involve shearstresses, whose strength is roughly inversely proportional to thethickness of the film of glue surrounding the optical fibers (thethinner the better).Several tests have been performed to select the glue. Themain criteria were the ability to get an homogenous bond-ing without air voids (as shown in Fig. 5(a)) and to exhibitgood fatigue performances to resist to fatigue solicitation duringroll revolutions. Compression fatigue tests have also been per-formed with typically up to 106cycles at different strain levels(60 m/m, 120 m/m, 600 m/m and 1200 m/m) and differentrates (5 Hz, 10 Hz, 15 Hz and 20 Hz), compliant with rolling exper-iments (thermo-mechanical fatigue tests could be performed forhot rolling conditions in further investigations). Some samplesused for these tests are presented in Fig. 5(b). Finally, amongsta set of four candidates, the glue that exhibited the best com-promise in terms of bonding without significant residual straingradients after cure (which may be due, but not exclusively,to the presence of voids), and good fatigue performances wasselected.As mentioned previously, three optical fiber Bragg gratings ded-icated to strain measurements are glued into the plug (Fig. 6(a)).However, even if the problem is assumed to be isothermal in thispaper dedicated to cold rolling process, this experimental appara-tus is also planned to be used in hot rolling conditions: therefore,it will have to face very steep temperature gradients, generatingadditional thermal strains in the plug,3and consequently along theFBGs. This must be taken into account.Several solutions can be considered, but the easiest to imple-ment is probably to use a fourth FBG free from stress located inthe very close vicinity of the first three FBGs, therefore acting, oncecalibrated, as a local temperature sensor. The additional informa-tion Bragg{
T}provided by this grating, in combination with (15),can be used to compensate first order temperature cross-sensitivity3This additional thermal strain should be taken into account with a thermoelasticcoupling as proposed by Weisz-Patrault et al. (2013a).
ตั้งค่าคอนฟิก พันธุ์ระยะยาว Εและไว canbe แสดงตาม:Ε(m) = 4 มิลลิกรัมEf 2f⇒การ=BraggBraggEf 2f4 มิลลิกรัมด้วย:⎧⎪⎪⎨⎪⎪⎩g=เร่งของความโน้มถ่วง 9.81 m.s−2f =เส้นใยเปลือย 125 mตระกูล ef 72 GPa ถ่ายสาวของโมดูลัสวัดทำกับ 12 อื่นใย Bragg gratings ผ่านความพยายาม ฝูงเมตรตั้งแต่ 0 กก. (อ้างอิงสภาพ) ถึง 0.263 kg(equivalent to Ε 0.29% ซึ่งมากกว่าผลตอบแทน strainof ปกติเหล็กเกรด ให้มีความไวเฉลี่ยเป็น ใกล้กับ 0.72with มีค่าเบี่ยงเบนมาตรฐานใกล้ 0.008 ซึ่งไม่ได้ significantlydifferent จากปกติค่า 0.78 (14) ไล่ระดับสีต้องใช้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในทิศทางรัศมีระหว่าง rollrotation มีลาดในบริเวณใกล้เคียงติดต่อ ดังนั้น short1 mm ยาว FBGs ถูกต้อง (แทนคลาสสิก 6 + longFBGs mm) เพื่อจำกัดกำลังรอผลมากที่สุดไล่ระดับการยืดของ FBG สะท้อนสเปกตรัม ดังนั้น การ difficultiesto อย่างถูกต้องระบุในลักษณะ Bragg ความยาวคลื่น Bragg.The ข้อดีอื่น ๆ ของดังกล่าวสั้นไฟเบอร์ Bragg gratings ผ่านความพยายามคือ สเปกตรัม broaderreflected มีแบบ FWHM 800 ใกล้น. ใน comparisonto ปกติ 250 pm สำหรับมาตรฐาน gratings ผ่านความพยายาม (ตามรายละเอียดตาม Martinez(1999)) ระบบวัดแสงจึงจะ benefitfrom ข้อมูลเพิ่มเติมในโดเมนสเปกตรัม นำอมอร์แม่นยำ Bragg ความยาวคลื่นตรวจจับ thatsignificant ความจริงแม้มีพลังงานน้อยกว่าแสงจะสะท้อน gratings.1From สั้นปฏิบัติมอง ติดกาวเส้นใยแสงใน 40 mmlong และ∅ 400 เมตรเส้นผ่าศูนย์กลางรู นอกจากนี้ปิดที่จุดสิ้นสุด 2is ความท้าทายทางเทคนิค: นี้ได้รับการรับใช้ syringeequipped เดิมเป็นท่อยาวพอถึง ครั้งแรก ฉีด theglue จากด้านล่างของหลุมเพื่อกำจัดใด ๆ bubbleand เปียกพื้นผิวทั้งหมด และที่สอง การทำ FBGsat ตำแหน่งของพวกเขาที่คาดไว้ใต้ผิวหนังภายนอกได้อย่างถูกต้อง ในที่สุด รักษา theglue ตามสูตรเฉพาะ นอกจากนี้ยังพิจารณาถึงปัญหา accountdegassing (Fig. 4(b)) นี้∅ 400 เมตรหลุมเส้นผ่านศูนย์กลาง (เป็นการเปรียบเทียบ fis diame เธอเปลือยใยเท่ากับ∅ 125 m) เป็นการประนีประนอมดี betweenmachining เทคนิคความจริง (ความยาวเทียบกับอัตราส่วนเส้นผ่าศูนย์กลางเป็น equalto 100) และเวลาพักผ่อนหลังเนื่องจากเครื่องจักรกลของ theplug: นี้สามารถจะอธิบายถ้าเราพิจารณา transduction1Which ที่ต้องใช้อาจต้องการเพิ่มเพาเวอร์แอมป์แสงในลูปวัดสำหรับสัญญาณดีกว่าไปเสียง ratio.2This จะต้องหลีกเลี่ยงเครื่องหมายสำคัญบนสตริปในระหว่าง กลิ้ง process.mechanisms จากปลั๊กที่จะ FBGs ส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับการ shearstresses ความแข็งแรงซึ่งนับเป็นสัดส่วน inversely กับ thethickness ของฟิล์มของกาวที่ล้อมรอบเส้นใยแสง (thethinner ดีกว่า) การทดสอบต่าง ๆ เพื่อเลือกกาว เกณฑ์ Themain มีความสามารถในการรับการให้บอนด์ ing โดย voids อากาศ (ดังที่แสดง ใน Fig. 5(a)) และ exhibitgood ล้าแสดงการต่อต้านการปฏิวัติ duringroll ชักล้า ทดสอบความเมื่อยล้าการบีบยังมีต่อเกิดกับทั่วถึง 106cycles ที่ต้องใช้ต่างระดับ (60 m/m, 120 m/m, 600/เมตร และ 1200 เมตร/เมตร) และ differentrates (5 Hz, 10 Hz, 15 Hz และ 20 Hz), ตาม ด้วยรีด exper-iments (เทอร์โมกลล้าทดสอบอาจทำ forhot กลิ้งเงื่อนไขในการสอบสวนเพิ่มเติม) Samplesused บางอย่างสำหรับการทดสอบเหล่านี้จะนำเสนอใน Fig. 5(b) สุดท้าย ชุด amongsta ของผู้สมัครที่สี่ กาวที่จัดแสดง com-สัญญาสุดในงานไม่มี straingradients เหลือสำคัญหลังการรักษา (ซึ่งอาจจะครบกำหนด แต่ไม่ การปรากฏตัวของ voids), และ wasselected ล้าดีแสดง เป็นที่กล่าวถึงก่อนหน้านี้ 3 ใยแก้วนำแสง Bragg gratings ผ่านความพยายาม ded-icated การวัดต้องใช้ติดกาวเข้าปลั๊ก (Fig. 6(a)) อย่างไรก็ตาม แม้ว่าปัญหาจะถือ isothermal ในทุ่มเทเพื่อกระบวนการกลิ้งเย็น thispaper, appara-tus นี้ทดลองยังวางแผนจะใช้ในเงื่อนไขการรีดร้อน: ดังนั้น มันจะต้องหน้าลาดอุณหภูมิไล่ระดับสี สายพันธุ์ความร้อน generatingadditional ในปลั๊ก 3and ดังนั้นตาม theFBGs นี้ต้องนำมาพิจารณา สามารถพิจารณาแก้ไขปัญหาหลาย แต่ที่ง่ายที่สุดเพื่อ imple-ติดขัดจะใช้สี่ FBG ฟรีจากความเครียดที่อยู่ในละแวกของสามก่อน FBGs ดังนั้น หน้าที่ oncecalibrated เป็นเซนเซอร์อุณหภูมิภายใน Informa-สเตรชันเพิ่มเติม Bragg {T } โดย grating นี้ ร่วมกับ (15), สามารถใช้ชดเชยอุณหภูมิระหว่าง-sensitivity3This เพิ่มเติมความร้อนต้องใช้ควรนำมาพิจารณากับ thermoelasticcoupling ตามที่เสนอโดยไวสซ์ Patrault et al. (2013a) ลำดับแรก
การแปล กรุณารอสักครู่..

การตั้งค่า , ตามยาวเมื่อย
εและความไวเป็นสามารถแสดงออกตาม :
ε ( m ) = 4mg
EF F
2
A
=
⇒ แบร็ก
Bragg EF 2
f
:
4mg ⎧⎪⎪⎨⎪⎪⎩
g
=
9.81 เมตร− 2 แรงโน้มถ่วงเร่งความเร็ว
F =
125 M เปลือยขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางเส้นใย EF
72 เกรดไฟเบอร์ออปติคอลโมดูลัส
การวัดการ 12 ชนิดแบร็กตะแกรงไฟเบอร์ ,กับมวล M ตั้งแต่ 0 กิโล ( รัฐอ้างอิง ) ขึ้นตำแหน่งกก. ( เทียบเท่า
ε 0.29 % ซึ่งมากกว่าผลตอบแทน strainof ปกติเหล็กเกรด ) ให้ ความไวเฉลี่ย
ใกล้ 0.72with ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานใกล้ 0.008 , ซึ่งไม่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ จากปกติ 0.78 ค่า ( 14 ) การไล่ระดับสี สายพันธุ์ โดยเฉพาะในช่วง rollrotation ทิศทางรัศมี ,สูงชันมากใน contact ปริมณฑล ดังนั้น short1 มม. fbgs นที่ต้องการ ( แทน longfbgs 6 มม. คลาสสิก ) เพื่อจำกัดเท่าที่เป็นไปได้ผลสีตะกั่วไอเอ็นจีในการยืดของ 2 สะท้อนสเปกตรัมจึงต้อง difficultiesto ถูกต้องระบุความยาวคลื่นแบร็กลักษณะ Bragg .ประโยชน์อื่น ๆเช่น เส้นใยสั้นแบร็กตะแกรงเป็นสเปกตรัม broaderreflected กับ FWHM ใกล้ 800 น. ใน comparisonto ปกติ 250 PM สำหรับตะแกรงมาตรฐาน ( ตามรายละเอียดโดยมาร์ติเนซ ( 1999 ) ระบบการวัดแสง จึงสามารถรับข้อมูลเพิ่มเติมจากในการวิเคราะห์สเปกตรัมความยาวคลื่นแบร็ก โดยอยู่ที่ถูกต้องนำไปสู่การตรวจจับแม้จะมีข้อเท็จจริง thatsignificant แสงน้อยไฟจะสะท้อนให้เห็นโดย gratings.1from สั้นจุดปฏิบัติของมุมมอง , กาวเส้นใยแสงใน 40 mmlong ∅ 400 เมตรและ หลุมนอกจากนี้ปิดที่จุดสิ้นสุด 2is ความท้าทายทางเทคนิคนี้ได้ประสบการ syringeequipped มีความแม่นยำท่อยาวพอที่จะ ครั้งแรกฉีด theglue จากด้านล่างของหลุมเพื่อที่จะกำจัดใด ๆ bubbleand เปียกพื้นผิวทั้งหมด และประการที่สอง ถูกต้องสถานที่ fbgsat บทบาทที่คาดหวังตำแหน่งด้านล่างพื้นผิวภายนอก ในที่สุด theglue รักษาตามสูตรเฉพาะ จะยังเป็นประเด็น accountdegassing ( รูป 4 ( b ) ) นี้∅ 400 M หลุมเส้นผ่าศูนย์กลาง ( ในการเปรียบเทียบเปลือยไฟเบอร์ diame เธอ 6 เท่ากับ∅ 125 M ) ในความเป็นจริงดี ประนีประนอม betweenmachining ความเป็นไปได้ทางเทคนิค ( ความยาวกับเส้นผ่าศูนย์กลางเท่ากับอัตราส่วนเป็น 100 ) และผ่อนคลายครั้ง หลังจากกลหน้าอกของ theplug : นี้สามารถอธิบายได้ ถ้าเราพิจารณาว่า transduction1which ความเครียดยังอาจต้องเพิ่มแอมป์ ในการวัดแสงวงเวทีดีกว่า อัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงรบกวน2this จะต้องหลีกเลี่ยงการพบรอยบนแถบระหว่างกลิ้ง process.mechanisms จากปลั๊กไป fbgs ส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับ shearstresses ที่มีความแข็งแรงเป็นประมาณแปรผกผันกับความหนาของฟิล์มกาวรอบเส้นใยแสง ( thethinner ดีกว่า ) การทดสอบหลายมีการเลือกกาวโดยเกณฑ์คือความสามารถที่จะได้รับพันธบัตรไอเอ็นจีโดยไม่มีช่องว่างอากาศ homogenous ( ดังแสดงในรูปที่ 5 ( ) ) และ exhibitgood แสดงความเหนื่อยล้าขัดขืนเพื่อจูงใจ duringroll ปฏิวัติความเมื่อยล้า การทดสอบความล้าการบีบอัดยังถูกต่อขึ้นด้วยโดยทั่วไปจะ 106cycles ระดับความเครียดแตกต่างกัน ( 60 M / M , 120 M / M , 600 m / m และ 1 , 200 m / m ) และ differentrates 5 10 Hz ( เฮิร์ตซ์ ,15 Hz และ 20 Hz ) , สอดคล้องกับกลิ้งใช้ iments ( การทดสอบความล้าเชิงกลความร้อนจะได้ forhot กลิ้ง เงื่อนไขในการตรวจสอบต่อไป ) กลุ่มตัวอย่างประกอบด้วยบางอย่างสำหรับการทดสอบเหล่านี้จะแสดงในรูปที่ 5 ( B ) ในที่สุด amongsta ตั้งสี่คนกาวที่แสดงด้วยสัญญาที่ดีที่สุดในแง่ของการรักษาที่สำคัญโดยไม่ต้อง straingradients ตกค้างหลัง ( ซึ่งอาจจะเนื่องจาก , แต่ไม่ได้ โดยเฉพาะ ให้มีช่องว่าง ) , และการแสดงอาการดีใช้ ตามที่กล่าวถึงก่อนหน้านี้ สามเส้นใยแบร็กตะแกรงเด็ด icated การวัดความเครียดจะติดกาวเข้าปลั๊ก ( ภาพที่ 6 ( ) ) แต่อย่างไรก็ตามถ้าเป็นปัญหาที่ถือว่าเป็นอุณหภูมิในความหมายเฉพาะกระบวนการรีดเย็น , ทดลอง appara ทัส ยังวางแผนที่จะใช้ในเงื่อนไขการรีดร้อน เพราะฉะนั้น ก็จะต้องเผชิญกับการไล่ระดับสีอุณหภูมิที่สูงชันมาก generatingadditional ความร้อนสายพันธุ์ในปลั๊ก ก็ได้ จากนั้นไปตาม thefbgs . นี้ต้องพิจารณา หลาย โซลูชั่น สามารถพิจารณาแต่วิธีที่ง่ายที่สุดที่จะ imple ment จะใช้สี่ 2 ฟรีจากความเครียดที่อยู่ในบริเวณใกล้เคียงของทั้งสาม fbgs สนิทก่อนจึงแสดง oncecalibrated เป็นเซ็นเซอร์อุณหภูมิภายใน เพิ่มเติม Informa tion แบร็ก {
t } โดยนี้ตะแกรงในการรวมกันกับ ( 15 )สามารถใช้ในการชดเชยอุณหภูมิความร้อนความเครียด cross-sensitivity3this เพิ่มเติมก่อนสั่งซื้อควรพิจารณาตามที่เสนอ โดยมี thermoelasticcoupling ไวสซ์ patrault et al . ( ที่มีมากกว่า )
การแปล กรุณารอสักครู่..
