3.1 Fabrication of arc-shaped FBG l

3.1 Fabrication of arc-shaped FBG load sensor
A standard telecommunication grade single-mode optical
fiber with a 250-μm acrylate coating (ITU-T G.652) is used
for FBG fabrication. The fiber is hydrogen-loaded to
increase its photosensitivity. Then the acrylate coating of a
short section (about 10–20 mm) of the fiber is mechanically
stripped off at pre-determined position, and an FBG
of about 5 mm long is written into the stripped section
using a standard phase mask exposure technique. Blackmann-
Harris apodization is applied during grating writing
to further improve the Gaussian profile of the reflection
spectrum and suppress the formation of side lobes.
Immediately after writing the FBG, the fiber containing
the FBG is put into an oven for annealing (100°C for 24 h)
to stabilize the Bragg wavelength of the FBG.
After annealing, the FBG is packaged into some CFRP
material to form an arc-shaped sensor module as shown in
Fig. 3(c). The reason for choosing CFRP material for
embedding FBG sensor is due to its high strength-toweight
ratio, excellent corrosion resistance and elasticity,
low electro-magnetic interference, and ease of molding
into complex shapes. The FBG is embedded into 5-ply
CFRP laminate with the grating fiber running parallel to
the reinforcing fibers of each prepreg, with three plies on
top and one ply at the bottom as shown in Fig. 3(a). Since
the CFRP prepreg is soft before curing, the arc-shaped
metal bridge is used during embedding process and acts as
a support to maintain the shape of the arc after curing
(Fig. 3(b)). As can be seen from Fig. 3(c), the arc shape of
the sensor is maintained after the curing process. The
sensor module is 0.625 mm thick, 5 mm wide with the
effective length of 40 mm. The height of the arc is 2.2 mm.
All the FBGs are calibrated before they are placed on bed
for testing.
3.2 Calibration of FBG load sensor
In the current setup, all the 12 FBG sensors are placed
beneath the mattress. When a person lies on the bed, the
apex of each and every FBG sensor may experience
different level and frequency of lateral forces as a result of
distribution of body weight, respiration and heart-beatrelated
chest movement. Our main interest is on the vertical
force-induced wavelength shift of the arc-shaped sensor
module. The peak wavelength/wavelength shift of each
FBG is obtained by the FBG interrogator (Micron-Optics
Inc. model: Si425-500). The lateral force is applied to the
sensor module using Chatillon LF Plus digital force gauge.
When the sensor module is under lateral force test (as
shown in Fig. 4), a micro-screw meter is used to add force
(in the form of vertical displacement) to the sensor, and the
arc-shaped sensor module is placed on two metal supports
to form a 3-point bending structure. The distance between
the two supports is 40 mm (equivalent to the effective
length a in Fig. 3(a)). The test is conducted at room
temperature. Figures 5 and 6 show the calibration results
on one of the sensors. The results show excellent linear
Fig. 2 Sensor array deployment on a bed
Fig. 3 (a) FBG is embedded into 5-ply composite laminate with
grating fiber running parallel to reinforcing fibers of each prepreg;
(b) sensors embedded in arc shape (metal bridge acts as a support
during embedding and curing process); (c) arc shape of sensor is
maintained after curing process

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

3.1 ผลิตของเซนเซอร์โหลด FBG รูปโค้งการโทรคมนาคมมาตรฐานเกรดเดียวโหมดแสงใช้เส้นใยกับตัว 250 μm acrylate เคลือบ (G.652 ITU-T)สำหรับ FBG ประดิษฐ์ ไฟเบอร์เป็นไฮโดรเจนโหลดไปเพิ่มของ photosensitivity แล้วเคลือบ acrylate ของการย่อส่วน (ประมาณ 10 – 20 mm) ของเส้นใยเป็นกลไกเศียรที่ตำแหน่งก่อนกำหนด และการ FBGยาวประมาณ 5 มม.จะถูกเขียนลงในส่วนปล้นใช้เทคนิคแสงพรางระยะมาตรฐาน Blackmann-มีใช้แฮ apodization ระหว่าง grating เขียนโพรไฟล์ Gaussian ของการพัฒนาคลื่น และระงับการก่อตัวของกลีบด้านข้างทันทีหลังจากเขียน FBG ประกอบด้วยเส้นใยFBG ที่อยู่ในเตาอบในการอบเหนียว (100° C ใน 24 ชม)เพื่อรักษาเสถียรภาพความยาวคลื่น Bragg ของ FBGหลังจากการอบเหนียว FBG ถูกบรรจุเข้าไปในคาร์บอนบางวัสดุแบบโมดูลการเซ็นเซอร์รูปโค้งดังแสดงในFig. 3(c) เหตุผลที่เลือกวัสดุคาร์บอนสำหรับฝัง FBG เซ็นเซอร์มีเนื่องจากความแข็งแรง-toweight ความสูงอัตราส่วน ความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยม และความ ยืดหยุ่นจี้แม่เหล็กรบกวนต่ำ และความง่ายในการขึ้นรูปเป็นรูปร่างที่ซับซ้อน FBG ถูกฝังลงในชั้น 5ลามิเนตคาร์บอนไฟเบอร์ grating ขนานไปกับเส้นใยเสริมของแต่ละ prepreg กับ plies สามในด้านบนและหนึ่งชั้นที่ด้านล่างตามที่แสดงใน Fig. 3(a) ตั้งแต่prepreg คาร์บอนอยู่ก่อนการบ่ม การโค้งตัวสะพานโลหะใช้ในระหว่างกระบวนการฝังตัว และทำหน้าที่เป็นสนับสนุนเพื่อรักษารูปร่างของส่วนโค้งหลังจากบ่ม(Fig. 3(b)) สามารถเห็นได้จาก Fig. 3(c) รูปโค้งเซนเซอร์ไว้หลังจากการบ่มผิว ที่โมดูลเซ็นเซอร์เป็น 0.625 mm หนา 5 มม.กว้างด้วยการความยาวที่มีประสิทธิภาพของ 40 มม. ความสูงของส่วนโค้งเป็น 2.2 มม.FBGs ทั้งหมดจะได้รับการปรับเทียบก่อนที่พวกเขาอยู่บนเตียงสำหรับการทดสอบ3.2 การปรับเทียบของเซ็นเซอร์โหลด FBGในการตั้งค่าปัจจุบัน ทั้งหมด 12 FBG เซนเซอร์อยู่ใต้เบาะ เมื่อบุคคลอยู่บนเตียงนอนapex ของทุก FBG เซ็นเซอร์อาจระดับต่าง ๆ และความถี่ของกองด้านข้างเป็นผลมาจากการกระจายของน้ำหนักร่างกาย การหายใจ และหัวใจ-beatrelatedความเคลื่อนไหวของหน้าอก เราสนใจหลักอยู่แนวตั้งกะความยาวคลื่นที่เกิดจากแรงของเซ็นเซอร์รูปโค้งโมดูล กะความยาวคลื่น/ความยาวคลื่นสูงสุดของแต่ละFBG ได้รับมา โดย interrogator FBG (ไมครอนเลนส์รวมรุ่น: Si425-500) แรงด้านข้างกับการโมดูลเซนเซอร์ที่ใช้วัดแรงดิจิตอลทิล LF บวกเมื่อโมดูลเซ็นเซอร์อยู่ภายใต้การทดสอบแรงด้านข้าง (เป็นแสดงใน Fig. 4), ใช้เครื่องวัดไมโครสกรูเพิ่มแรง(ในแนวตั้งแทน) กับเซนเซอร์ และโมดูลเซ็นเซอร์รูปโค้งอยู่บนโลหะสนับสนุนสองแบบฟอร์มโครงสร้างดัด 3 จุด ระยะห่างระหว่างสนับสนุนสองเป็น 40 มม. (เทียบเท่ากับการมีประสิทธิภาพความยาว 3(a)) Fig. ใน การทดสอบจะดำเนินการในห้องพักอุณหภูมิ ตัวเลข 5 และ 6 แสดงผลลัพธ์เทียบหนึ่งของเซนเซอร์ ผลการแสดงยอดเยี่ยมเชิงเส้นFig. 2 เซนเซอร์อาร์เรย์ใช้บนเตียง(A) 3 fig. FBG ถูกฝังเป็น 5 ชั้นสิตลามิเนตด้วยgrating ขนานกับเส้นใยเสริมของแต่ละ prepreg ไฟเบอร์(ข) เซ็นเซอร์ที่ฝังอยู่ในรูปร่างส่วนโค้ง (สะพานโลหะทำหน้าที่เป็นการสนับสนุนในระหว่างการฝัง และกระบวนการแข็งตัว); (c) รูปร่างส่วนโค้งของเซ็นเซอร์เป็นหลังจากบ่มกระบวนการรักษา

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

3.1 การผลิตของส่วนโค้งรูป FBG
เซ็นเซอร์โหลดเกรดA
มาตรฐานการสื่อสารโทรคมนาคมโหมดเดี่ยวออปติคอลไฟเบอร์ด้วยการเคลือบอะคริเลต250 ไมครอน (ITU-T G.652)
จะใช้สำหรับการผลิตFBG
เส้นใยเป็นไฮโดรเจนโหลดให้เพิ่มแสงของมัน จากนั้นเคลือบอะคริเลตของส่วนสั้น ๆ (ประมาณ 10-20 มิลลิเมตร) ของเส้นใยที่มีกลไกถอดที่ตำแหน่งที่กำหนดไว้ล่วงหน้าและFBG ประมาณ 5 มิลลิเมตรยาวจะถูกเขียนลงในส่วนปล้นโดยใช้หน้ากากเฟสมาตรฐานเทคนิคการสัมผัส Blackmann- แฮร์ริส apodization ถูกนำไปใช้ในระหว่างการเขียนตะแกรงเพื่อปรับปรุงรายละเอียดของเสียนการสะท้อนคลื่นความถี่และปราบปรามการก่อตัวของก้อนด้าน. ทันทีหลังจากที่เขียน FBG เส้นใยที่มีFBG จะใส่ลงในเตาอบสำหรับการหลอม (100 องศาเซลเซียส 24 ชั่วโมง) เพื่อรักษาเสถียรภาพของความยาวคลื่นของแบร็ก FBG ได้. หลังจากการอบที่ FBG ถูกบรรจุลงในบาง CFRP วัสดุในรูปแบบโมดูลเซ็นเซอร์โค้งรูปดังแสดงในรูปที่ 3 (ค) เหตุผลในการเลือกวัสดุ CFRP สำหรับการฝังเซ็นเซอร์FBG เป็นเพราะความแข็งแรง toweight สูงอัตราการทนต่อการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยมและความยืดหยุ่นต่ำสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้าและความสะดวกในการปั้นเป็นรูปทรงที่ซับซ้อน FBG ถูกฝังลงใน 5 ชั้นลามิเนตCFRP กับเส้นใยตะแกรงวิ่งขนานไปกับเส้นใยเสริมแรงของแต่ละprepreg สาม plies บนด้านบนและชั้นที่ด้านล่างดังแสดงในรูป 3 (ก) ตั้งแต่prepreg CFRP นุ่มก่อนที่จะบ่มโค้งรูปสะพานโลหะที่ใช้ในระหว่างขั้นตอนการฝังและทำหน้าที่เป็นการสนับสนุนในการรักษารูปร่างของโค้งหลังจากการบ่ม(รูปที่. 3 (ข)) ที่สามารถเห็นได้จากรูป 3 (ค) รูปทรงโค้งของเซ็นเซอร์จะยังคงอยู่หลังจากกระบวนการบ่ม โมดูลเซ็นเซอร์เป็น 0.625 มมหนา 5 มิลลิเมตรกว้างกับความยาวที่มีประสิทธิภาพของ40 มิลลิเมตร ความสูงของส่วนโค้งคือ 2.2 มม. ทั้งหมด FBGs มีการปรับเทียบก่อนที่พวกเขาจะถูกวางไว้บนเตียงนอนสำหรับการทดสอบ. 3.2 การสอบเทียบของเซ็นเซอร์โหลด FBG ในการตั้งค่าปัจจุบันทั้งหมด 12 เซ็นเซอร์ FBG จะถูกวางไว้ใต้ที่นอน เมื่อมีบุคคลที่อยู่บนเตียงที่ปลายของแต่ละคนและทุกเซ็นเซอร์ FBG อาจพบระดับที่แตกต่างกันและความถี่ของกองกำลังด้านข้างเป็นผลมาจากการกระจายตัวของน้ำหนักตัวหายใจและหัวใจbeatrelated เคลื่อนไหวหน้าอก ความสนใจหลักของเราอยู่ในแนวตั้งคลื่นแรงเหนี่ยวนำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของเซ็นเซอร์โค้งรูปโมดูล ความยาวคลื่นสูงสุด / เปลี่ยนแปลงความยาวคลื่นของแต่ละFBG จะได้รับโดยซักไซ้ FBG (ไมครอนเลนส์อิงค์รุ่นSi425-500) แรงด้านข้างถูกนำไปใช้โมดูลเซ็นเซอร์ใช้ Chatillon LF พลัสมาตรวัดดิจิตอลแรง. เมื่อโมดูลเซ็นเซอร์ที่อยู่ภายใต้การทดสอบแรงด้านข้าง (ตามที่แสดงในรูปที่. 4), เมตรไมโครสกรูจะใช้ในการเพิ่มแรง(ในรูปแบบของ การเคลื่อนที่แนวตั้ง) เซ็นเซอร์และโมดูลเซ็นเซอร์โค้งรูปวางอยู่บนสองโลหะสนับสนุนในรูปแบบโครงสร้างการดัด3 จุด ระยะห่างระหว่างทั้งสองสนับสนุน 40 มิลลิเมตร (เทียบเท่ากับประสิทธิภาพความยาวในรูปที่. 3 (ก)) การทดสอบจะดำเนินการที่ห้องอุณหภูมิ รูปที่ 5 และ 6 แสดงผลการสอบเทียบที่หนึ่งของเซ็นเซอร์ ผลที่ได้แสดงเชิงเส้นที่ดีเยี่ยมรูป 2 การใช้งานอาร์เรย์เซนเซอร์บนเตียงรูป 3 (ก) FBG ถูกฝังลงใน 5 ชั้นลามิเนตคอมโพสิตที่มีเส้นใยตะแกรงวิ่งขนานไปกับการเสริมเส้นใยของแต่ละprepreg; (ข) เซ็นเซอร์ที่ฝังอยู่ในรูปทรงโค้ง (ทำหน้าที่เป็นสะพานเชื่อมโลหะการสนับสนุนในระหว่างขั้นตอนการฝังและบ่ม); (ค) รูปทรงโค้งของเซ็นเซอร์จะถูกเก็บรักษาไว้หลังการบ่ม

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

3.1 การ arc-shaped 2 โหลดเซ็นเซอร์
มาตรฐานโทรคมนาคมเกรดเดียวแสง
ไฟเบอร์กับ 250 - μ M เคลือบอะคริเลต ( ไอทียู - t g.652 ) ใช้
สำหรับการผลิต 2 . ไฟเบอร์ ไฮโดรเจนโหลด

เพิ่ม photosensitivity . แล้วเคลือบอะคริเลตของ
ส่วนสั้น ๆ ( ประมาณ 10 - 20 mm ) ของเส้นใยมีการปล้นที่ pre-determined

และ 2 ตำแหน่งประมาณ 5 มม. ยาวเขียนเข้าไปปล้นส่วน
ใช้หน้ากากมาตรฐานระยะการเทคนิค blackmann -
แฮร์ริสอะโพไดเซชันที่ใช้ในการเขียน
ตะแกรงเพื่อปรับปรุงโปรไฟล์ ) ของการสะท้อน
สเปกตรัมและปราบปรามการก่อตัวของข้างกลีบ .
ทันทีหลังจากที่เขียน 2 , ไฟเบอร์ที่มี
2 ใส่ลงในเตาอบสำหรับอบ 100 ° C เป็นเวลา 24 ชั่วโมง )
เพื่อทรงนำความยาวคลื่นของ 2 .
หลังจากการอบ , 2 เป็นแพคเกจในบางวัสดุรูปแบบ arc-shaped เมอ

เซนเซอร์โมดูลดังแสดงในรูปที่ 3 ( C ) เหตุผลในการเลือกวัสดุสำหรับการฝังตัวของเมอ
2 เซนเซอร์เนื่องจากมีความแข็งแรงสูง toweight
ต่อความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีและมีความยืดหยุ่น
รบกวนแม่เหล็กไฟฟ้าต่ำและง่ายต่อการปั้น
เป็นรูปทรงที่ซับซ้อนทั้ง 2 ถูกฝังลงใน 5-ply
เมอลามิเนตที่มีตะแกรงไฟเบอร์วิ่งขนานกับ
เส้นใยเสริมแรงของแต่ละ prepreg , กับสาม plies บน
ด้านบนและหนึ่งชั้น ที่ด้านล่าง ดังแสดงในรูปที่ 3 ( ก ) ตั้งแต่เมอ
prepreg นุ่มก่อนการบ่ม , arc-shaped
สะพานโลหะจะใช้ในระหว่างกระบวนการฝังและทำตัวเป็น
ช่วยรักษารูปร่างของส่วนโค้งหลังจากบ่ม
( รูปที่ 3 ( B )ที่สามารถเห็นได้จากรูปที่ 3 ( C ) , อาร์ครูปทรง
เซ็นเซอร์รักษาหลังจากขั้นตอนการบ่ม .
เซนเซอร์โมดูลเป็น 0.625 มิลลิเมตร หนา 5 มิลลิเมตร กว้างกับยาว
มีประสิทธิภาพ 40 มิลลิเมตร ความสูงของส่วนโค้งเป็น 2.2 mm .
fbgs ทั้งหมดจะสอบเทียบก่อนที่พวกเขาจะวางอยู่บนเตียง

3.2 สำหรับการทดสอบ สอบเทียบเซ็นเซอร์
2 โหลดในการติดตั้งในปัจจุบันทั้งหมด 12 2 ตัววางอยู่
ใต้ที่นอนเมื่อคนที่อยู่บนเตียง
เอเพ็กซ์ของแต่ละคนและทุก 2 เซ็นเซอร์อาจพบ
ระดับที่แตกต่างกันและความถี่ของการบังคับที่เป็นผลของ
กระจายน้ำหนักร่างกาย , การหายใจและหัวใจ beatrelated
หน้าอกเคลื่อนไหว ดอกเบี้ยหลักของเราคือในการบังคับแนวตั้ง
) ความยาวคลื่นกะของ arc-shaped เซ็นเซอร์
โมดูล ความยาวคลื่นที่ความยาวคลื่นสูงสุดของแต่ละ
/ กะ2 ได้ โดย 2 ซักถาม ( ไมครอน Optics
Inc . รุ่น : si425-500 ) แรงด้านข้างใช้กับโมดูลตรวจจับการใช้ chatillon ถ้าบวก

วัดแรงแบบดิจิตอล เมื่อเซนเซอร์โมดูลภายใต้การทดสอบแรงด้านข้าง ( ตามที่แสดงในรูปที่ 4
) , วัดสกรูขนาดเล็กถูกใช้เพื่อเพิ่มแรง
( ในรูปแบบของการเคลื่อนที่ในแนวดิ่ง ) เซ็นเซอร์และ
arc-shaped เซนเซอร์โมดูลจะถูกวางไว้บนโลหะสองสนับสนุน
รูปแบบโครงสร้าง 3 จุดดัด ระยะห่างระหว่าง
2 รองรับ 40 มม. ( เทียบเท่ากับประสิทธิภาพ
ความยาวในรูปที่ 3 ( ก ) ) การทดสอบจะดำเนินการที่อุณหภูมิห้อง

รูปที่ 5 และ 6 แสดงผลลัพธ์การคำนวณ
หนึ่งของเซ็นเซอร์ ผลลัพธ์ที่ยอดเยี่ยม รูปที่ 2 แสดง
เส้นเซนเซอร์การใช้งานบนเตียง
ฟิค3 ( 2 ) ถูกฝังลงใน 5-ply ลามิเนตกับคอมโพสิต
ตะแกรงไฟเบอร์วิ่งขนานกับเส้นใยเสริมแรงของแต่ละ prepreg ;
( b ) เซ็นเซอร์ที่ฝังตัวอยู่ในโค้งรูปร่าง ( สะพานโลหะทำหน้าที่เป็นสนับสนุนในการฝังตัว และขั้นตอนการบ่ม
) ; ( c ) รูปร่างโค้งของเซนเซอร์
รักษาหลังจากขั้นตอนการบ่ม