Design of optical sensor based tools for structure monitoring

Abstract

This thesis describes a set of optical sensor based tools designed and implemented to be utilized in structure monitoring. There are a variety of bene ts brought by optic sensors and in this thesis they are exploited in the eld of civil engineering. The project has been realized with Calsens S.L., a rm with technological base and spin-off of the Polytechnical University of València. They have been working since 2004 in photonic technology research projects applied to processes and structures monitoring. In rst place, Fibre Bragg Gratings (FBGs) are introduced along with Multi-Core Fibres (MCFs). Then, a shape sensing algorithm is implemented to reconstruct the shape of a multi-core bre with FBGs inscribed in it. In order to test its performance, a theoretical study has been performed on it. Subsequently, a novel interrogation technique for MCF FBG-based sensors based on microwave photonics is demonstrated. Finally, a remote civil monitoring application is developed in the form of a web application.

Este trabajo de fin de grado describe un conjunto de herramientas basadas en sensores ópticos, disenñadas e implementadas para ser utilizadas en el monitoreo de estructuras. Los sensores ópticos traen consigo una serie de bene cios que en esta tesis se explotan en el campo de la ingeniería civil. El proyecto se ha realizado con Calsens S.L., una empresa de base tecnológica y spin-off de la Universitat Politècnica de València, que trabaja desde el año 2004 en proyectos de investigación de tecnología fotónica aplicados a la monitorización de procesos y estructuras. En primer lugar, se introducen las redes de difracción de Bragg (FBG) junto a fibras ópticas multi-núcleo (MCF). A continuación, se implementa un algoritmo de sensado de forma para reconstruir la forma de una bra multi-núcleo con FBG inscritas. Con el objetivo de comprobar su funcionamiento, se ha realizado un estudio teórico sobre el mismo. Posteriormente se demuestra una nueva técnica de interrogación de sensores hechos con FBG inscritas en MCF basada en fotónica de microondas. Finalmente, una aplicación remota de monitoreo civil se ha desarrollado en forma de aplicación web.