Analýza vlivu okolní teploty na přesnost měření deformace ocelových konstrukcích pomocí FBG senzorů

Abstract

Tato bakalářská práce se zabývá analýzou vlivu okolní teploty na přesnost měření mechanické deformace ocelových konstrukcí pomocí optovláknových senzorů s Braggovskou mřížkou (FBG). Teoretická část práce popisuje princip FBG senzorů, problematiku křížové citlivosti na teplotu a mechanické napětí a shrnuje současné metody zapouzdření senzorů pro průmyslové využití. V rámci praktické části byl navržen a realizován experimentální systém zahrnující lineární motor a senzory v různých typech zapouzdření, včetně inovativního zatisknutí mřížky do 3D tištěného pouzdra. Měření probíhala v teplotní komoře v rozsahu 10 °C až 40 °C, přičemž získaná data byla porovnána s referenčním tenzometrem. Díky výsledkům bylo zjištěno, že teplotní roztažnost materiálu zapouzdření (PLA) významně ovlivňuje přesnost měření.

This bachelor’s thesis examines the effect of ambient temperature on the accuracy of measuring mechanical deformation in steel structures using fiber Bragg grating (FBG) sensors. The theoretical part of the thesis describes the principle of FBG sensors, the issue of cross-sensitivity to temperature and mechanical stress, and summarizes current methods of sensor encapsulation for industrial use. As part of the practical section, an experimental system was designed and implemented, comprising a linear motor and sensors in various encapsulation types, including an innovative method of embedding the grating into a 3D-printed housing. Measurements were conducted in a temperature chamber ranging from 10 °C to 40 °C, and the acquired data were compared with a reference strain gauge. The results revealed that the thermal expansion of the encapsulation material (PLA) significantly affects measurement accuracy.