PFR.DS.StrainLux.Apr16      

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Jauge  de  déformation  à  fibre  optique    

 

   

 • Mesurer   localement   les   déformations   totales   d’une   pièce  

métallique  ou  en  composite  • Évaluer  les  variations  de  contraintes  mécaniques  • Mesures  totalement  immunisées  des  bruits  électromagnétiques  • Mesures   en   fréquence,  multiplexables   et   sans   effet   du   câblage  

(longueur  de  câble  jusqu’à  100  km,  déconnexion  /  reconnexion  avec  connecteurs)  

• Traçabilité   intrinsèque   des   jauges   lors   de   leur   pose   (une  fréquence  par  jauge)    

   

Le  capteur  StrainLux©  est  conçu  pour  mesurer  localement  les  déformations  totales  subies  par  un  élément  de  structure  sollicitée.  La  mesure  est  basée  sur  la  technologie  par  fibre  optique  à  réseau  de   Bragg.   Les   propriétés   de   transmission   d’information   de   la   fibre   optique   permettent   le  fonctionnement   des   capteurs   StrainLux©   déportés   à   plusieurs   kilomètres   de   la   centrale  d’acquisition.   À   l’épreuve   de   tous   les   environnements   électromagnétiques   (foudre,   câble   haute  tension,   bruits   électromagnétiques),   ils   présentent   également   l’avantage   de   pouvoir   être  multiplexés  le  long  de  la  même  fibre  :  20  capteurs  (16  conseillés)  peuvent  être  typiquement  placés  le  long  d’un  seul  câble  de  très  faible  diamètre  (3  mm).  

Ce  capteur  vise  particulièrement  les  structures  durables  et  installations  industrielles  sensibles  en  acier  :  

• Charpentes  métalliques  et  ponts  roulants  • Centrales  Nucléaires  • Constructions  navales  • Ponts  et  viaducs  en  métal  • Réservoirs  et  caissons  pressurisés  • Canalisations,  pipes  et  conduites  d’eau  forcée  • Plateformes  Offshore  

         

StrainLux©

Caractéristiques    

Applications    

PFR.DS.StrainLux.Apr16      

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Le   capteur   StrainLux©   est   constitué   d’un   corps   d’épreuve   monolithique   souple   à   coller   sur  l’élément   à   mesurer   (jauge   optique).   Une   fibre   optique   en   silice,   dans   laquelle   est   inscrite   un  réseau  de  Bragg,  est  durablement  pré-­‐tendue  dans  cette  jauge.  Le  système  d’attache  de  la  fibre  est  constitué  par  un  dispositif   garantissant   un  maintien   sans  dérive  de   la   fibre   après   vieillissement  thermique   (3   cycles   à   -­‐20   /   65°C).   Le   réseau   de   Bragg   est   un   microcomposant   optique   passif  photo-­‐inscrit  à  l’intérieur  de  la  fibre.  Lors  de  sa  lecture  (tel  un  code  barre)  ce  réseau  est  inondé  par  une  lumière  à  large  spectre  et  ne  réfléchit  qu’une  seule  longueur  d’onde  λB  proportionnelle  au  pas  du  réseau  Λ.  

Des   déformations   micrométriques   de   la   jauge   induisent   des   variations   du   pas   de   ce   réseau,  induisant  à  leur  tour  des  variations  de  la  longueur  d’onde  réfléchie.  La  lecture  du  réseau  peut  être  réalisée  à  plusieurs  kilomètres  de  distance  (la  perte  d’intensité  du  signal  est  seulement  de  50%  si  le  capteur  est  situé  à  15km  de  la  centrale).    

   Le   capteur   est   insensible   aux   environnements   neutres,   basiques   et/ou   alcalins   (résistant   à   la  corrosion).  De  par  sa  conception,  il  est  résistant  aux  chocs  et  se  déforme  de  manière  élastique  sur  le  matériau  support  (métal,  plastique,  composite).  La  jauge  est  étanche  à  l’eau  liquide  jusqu’à  100  bars.    

   La   mesure   de   la   langueur   d’onde   optique   du   capteur StrainLux©   est   réalisée   par   mesure   de   la  réflectivité  spectrale  du  réseau  de  Bragg.  Le  réseau  est  éclairé  au  travers  de   la   fibre  optique  par  une   lumière   blanche   et   ne   réfléchit   qu’une   seule   longueur   d’onde   qui   est   déterminée   par   un  balayage  spectral.  

     

Figure  1  :  Le  capteur   StrainLux©  avant  collage  (gauche)  et  posé  sur  une  poutre  métallique  (droite)        

Principe  de  la  mesure    

Principe  de  pose    

Lecture  et  interprétation  des  mesures    

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 Modèle   StrainLux© Etendue  de  mesure  longueur  d’onde   10   nm   max   (possibilité   de   réduire   en   vue   de  

multiplexage  suivant  l’application)  Fréquence   centrale   ajustable   dans   la   gamme    1520-­‐1570  nm    

Etendue  de  mesure  déformation   ±  5000.  10-­‐6  (réglable  suivant  multiplexage)  

Résolution  en  déformation   ±  0.5  10-­‐6  

Température  d’utilisation   -­‐20°C  –  80°C.  

Conditions  d’utilisation   Résistant   aux   chocs,   rayonnements   électroma-­‐gnétiques,   environnements   corrosif   et   alcalin.  Protection  IP69K  jusqu’à  100  bars.  

Fréquence  de  mesure   1Hz  à  25kHz  suivant  interrogateur  

Longueur   de   la   base   de   mesure   du  capteur  

20  mm  en  version  standard  

Masse  sans  câble   20  g    

Sortie  câble   1  fibre  optique  gainée  2  ou  3  mm  (possibilité  de  tube  renforcé  en  inox  5mm)  

Longueur  de  câble  maximale  pour   la  mesure  

15  km  

Caractéristiques   des   signaux   de  mesure  

• Signal  incident  • Signal  réfléchi  

Lumière    continue  polychromatique  (1520-­‐1570)  Lumière    continue  monochromatique    

Options   Connectique  par  prise  FC/APC  Ligne  de  mesure  complète  à  base  de  plusieurs  jauges  StrainLux©   (jusqu’à   20   capteurs   le   long   de   la   même  fibre  optique)  Centrale  d’acquisition  BraggLogger©  (statique  et/ou  dynamique)  

 

 Caractéristiques  du  capteur