MEDICIÓN DE VIBRACIONES UTILIZANDO TECNOLOGÍA DE FIBRA ÓPTICA (VIBRATION MEASUREMENT USING OPTICAL FIBER TECHNOLOGY)

Jesús Pérez Toalá, Joel Gómez Pérez, Jorge Luis Camas Anzueto, Rubén Grajales Coutiño, Pedro Marco Velasco Bolom, Luis Enrique Guillén Ruiz

Resumen


Resumen
En este estudio, se propone un sistema de medición de vibración basado en fibra óptica diseñado para estructuras de ingeniería civil, como puentes y edificios. Este sistema ofrece una notable inmunidad a la interferencia electromagnética y alta fiabilidad. La configuración del medidor aprovecha las propiedades intrínsecas de la fibra óptica para detectar cambios sutiles en las vibraciones de las estructuras, con la capacidad de medir frecuencias en el rango de 0 a 40 Hz. Esto proporciona una herramienta avanzada para la protección y conservación de activos críticos, ya que permite detectar una amplia gama de frecuencias de vibración que pueden indicar diferentes tipos de daño estructural. Para simular las condiciones de vigas reales y validar la eficacia del sistema, se ha utilizado una viga de PVC en las pruebas experimentales. Este enfoque permite evaluar el desempeño del sensor en un entorno controlado antes de su implementación en aplicaciones de campo.
Palabras Clave: Fibra óptica, Medición, Vibración.

Abstract
In this study, a fiber optic-based vibration measurement system is proposed for civil engineering structures, such as bridges and buildings. This system offers notable immunity to electromagnetic interference and high reliability. The meter configuration takes advantage of the intrinsic properties of optical fiber to detect subtle changes in the vibrations of structures, with the capability to measure frequencies in the range of 0 to 40 Hz. This provides an advanced tool for the protection and preservation of critical assets, as it allows for the detection of a wide range of vibration frequencies that can indicate different types of structural damage. To simulate real beam conditions and validate the system's effectiveness, a PVC beam was used in the experimental tests. This approach allows for evaluating the sensor's performance in a controlled environment before its implementation in field applications.
Keywords: Fiber optic, Measurement, Vibration.

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Referencias


Camas-Anzueto, J. L., A. M. Juan-Jiménez, G. Anzueto-Sánchez, M. Pérez-Patricio, R. Grajales-Coutiño, C. A. Hernández-Gutiérrez, and F. A. Alonso-Farrera, Simple Configuration of a Fiber Optic Sensor for Measuring Deflec-tion in Concrete Beams. IEEE Sensors Journal, Vol. 23, No. 7, 6840-6848. April, 2023.

Chew, S.P., A.Z. Zulkifli, S.E.F. Masnan, S.M. Akib, S.W. Harun, F.R. Ma-hamd Adikan, H. Ahmad. Water Wave Gauge Based on Singlemode-Multimode-Singlemode Fiber Structure. Optik - International Journal for Light and ElectronOptics, Vol. 144, 232-239. 2017.

Guzmán-Sepúlveda, José Rafael & Sanchez-Mondragon, Jose & Torres-Cisneros, Miguel & Arredondo-Lucio, Jaime & May-Arrioja, Daniel. Multi-mode Interference. Fiber Optic Vibration Sensor. Frontiers in Optics. 2012.

Luna Innovations. Distributed Vibration Monitoring using Fiber Optic Accel-erometers. 2012.

Mehta, A., W. S. Mohammed, and E. G. Johnson. Multimode interference-based fibre optic displacement sensor. IEEE Photon. Technol.Lett., Vol. 15, 1129–1131. 2003.

Novotný, V., Sysel P., Prokes A., Slavícek K. & Prinosil, J. Fiber Optic Based Distributed Mechanical Vibration Sensing. Sensors, Vol. 21, 4779. 2021.

Pan, C., LIU, X., Zhu, H., Shan, X., & Sun, X. Distributed optical fiber vibra-tion sensor. Optics Express, Vol. 25, No. 17, 20056-20070. 2017.

Tan, Z., Thambiratnam, D., Chan, T., Gordan, M., & Razak, H. Damage de-tection in steel-concrete composite bridge using vibration characteristics and artificial neural network. Structure And Infrastructure Engineering, Vol. 16, 1-15. 2019.

Wang, Q. and G. Farrell, All-fibre multimode-interference based refractome-ter sensor: Proposal and design. Opt. Lett., Vol. 31, No. 3, 317–319. 2006.

Wang, Q. and G. Farrell, Multimode fibre based edge filter for optical wave-length measurement application. Microw. Opt. Technol. Lett., Vol. 48, No. 5, 900–902. 2006.

Wasanthi, R. Wickramasinghe, David P. Thambiratnam, Tommy H.T. Chan, Damage Detection in a Suspension Bridge Using Modal Flexibility Method. Engineering Failure Analysis, Vol. 107, 104194. 2019.






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