MÉTODO Y MEDIOS PARA MONTAR UNA REJILLA DE FIBRA DE BRAGG SOBRE UNA SUPERFICIE.

Un método para montar una fibra óptica que contiene como mínimo una rejilla de fibra Bragg a una superficie de una estructura,

cuyo método comprende las etapas de: a) proveer un soporte en donde dicho soporte (1) comprende un primer lado y un segundo lado a lo largo de un eje longitudinal (11) del soporte (1), una primera cavidad (2) sobre el primer lado para recibir un adhesivo, cuyo adhesivo sirve para fijar la fibra sobre la superficie de la estructura, y una primera y una segunda ranura (4, 5) en ambos lados de la primera cavidad (2) que se extienden a lo largo del eje longitudinal (11) del soporte (1) para recibir partes de la fibra óptica cuando la fibra óptica está fijada al soporte (1), b) situar y fijar la fibra óptica sobre dicho soporte (1) para extenderla a lo largo del eje longitudinal (11) del soporte (1), en donde la parte de la fibra óptica que contiene como mínimo una rejilla de fibra Bragg está posicionada en dicha primera cavidad (2) de dicho soporte (1), y partes de dicha fibra están situadas en dichas primera y segunda ranuras (4,5) en ambos lados de dicha primera cavidad (2), c) aplicar un adhesivo a la superficie de dicha primera cavidad (2) sobre la superficie de la estructura, o en ambas,  d) situar dicho soporte (1) con dicha fibra óptica fijada sobre él sobre la superficie de la estructura, de tal manera que dicha fibra óptica se posicione sobre dicha superficie estructural, e) curar el adhesivo para sujetar dicha fibra óptica a dicha superficie estructural, y f) retirar el soporte (1) dejando dicha fibra óptica sujeta por un revestimiento de dicho adhesivo sobre dicha superficie estructural, en donde la superficie de dicho primer lado del soporte (1) es antiadherente al adhesivo antes de situar y fijar la fibra óptica sobre dicho soporte, el material del soporte es opcionalmente transparente, translúcido o semitransparente a la luz UV, el adhesivo es un adhesivo curable por luz UV y en donde el curado se realiza mediante una operación de curado por luz UV

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2009/052301.

Solicitante: FBGS International BVBA.

Nacionalidad solicitante: Bélgica.

Dirección: Bell Telephonelaan 3 2440 Geel BELGICA.

Inventor/es: VOET, MARC, VLEKKEN,Johan, VAN ROOSBROECK,Jan.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 26 de Febrero de 2009.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • G01D5/353F
  • G01M11/08B2
  • G02B6/02G8T2

Clasificación PCT:

  • G01D5/353 SECCION G — FISICA.G01 METROLOGIA; ENSAYOS.G01D MEDIDAS NO ESPECIALMENTE ADAPTADAS A UNA VARIABLE PARTICULAR; DISPOSICIONES PARA LA MEDIDA DE DOS O MAS VARIABLES NO CUBIERTAS POR OTRA UNICA SUBCLASE; APARATOS CONTADORES DE TARIFA; DISPOSICIONES PARA TRANSFERENCIA O TRANSDUCTORES NO ESPECIALMENTE ADAPTADAS A UNA VARIABLE PARTICULAR; MEDIDAS O ENSAYOS NO PREVISTOS EN OTRO LUGAR.G01D 5/00 Medios mecánicos para la transferencia de la magnitud de salida de un elemento sensor; Medios para la conversión de la magnitud de salida de un elemento sensor en otra variable, en los que la forma o naturaleza del elemento sensor no determinan los medios de conversión; Transductores no especialmente adaptados a una variable específica (G01D 3/00 tiene prioridad; especialmente adaptados para aparatos que dan resultados distintos al valor instantáneo de una variable G01D 1/00). › que influyen en las propiedades de transmisión de una fibra óptica.
  • G02B6/02 G […] › G02 OPTICA.G02B ELEMENTOS, SISTEMAS O APARATOS OPTICOS (G02F tiene prioridad; elementos ópticos especialmente adaptados para ser utilizados en los dispositivos o sistemas de iluminación F21V 1/00 - F21V 13/00; instrumentos de medida, ver la subclase correspondiente de G01, p. ej. telémetros ópticos G01C; ensayos de los elementos, sistemas o aparatos ópticos G01M 11/00; gafas G02C; aparatos o disposiciones para tomar fotografías, para proyectarlas o para verlas G03B; lentes acústicas G10K 11/30; "óptica" electrónica e iónica H01J; "óptica" de rayos X H01J, H05G 1/00; elementos ópticos combinados estructuralmente con tubos de descarga eléctrica H01J 5/16, H01J 29/89, H01J 37/22; "óptica" de microondas H01Q; combinación de elementos ópticos con receptores de televisión H04N 5/72; sistemas o disposiciones ópticas en los sistemas de televisión en colores H04N 9/00; disposiciones para la calefacción especialmente adaptadas a superficies transparentes o reflectoras H05B 3/84). › G02B 6/00 Guías de luz; Detalles de estructura de las disposiciones que comprenden guías de luz y otros elementos ópticos, p. ej. medios de acoplamiento. › Fibras ópticas con revestimiento (estructuras mecánicas para asegurar la resistencia a la tracción y la protección externa G02B 6/44).

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania, Bosnia y Herzegovina, Bulgaria, República Checa, Estonia, Croacia, Hungría, Islandia, Noruega, Polonia, Eslovaquia, Turquía, Malta, Serbia.

PDF original: ES-2373885_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Método y medios para montar una rejilla de fibra de Bragg sobre una superficie.

La presente invención se refiere a medidores de deformaciones de fibra óptica y a un método y unos medios de fijar fibras ópticas a superficies de estructuras.

Antecedentes técnicos La detección de las deformaciones de las estructuras civiles se realiza convencionalmente por medio de medidores eléctricos de deformaciones. Recientemente, los sensores de fibra óptica han adquirido un interés creciente como una alternativa. Las razones son la existencia de algunas ventajas atrayentes relacionadas con los sensores de fibra óptica, por ejemplo, inmunidad contra la radiación electromagnética, seguridad contra explosiones, etc. Por tanto, los sensores de fibra óptica se usan con frecuencia en la detección de deformaciones donde los ambientes son duros, por ejemplo, en condiciones de una elevada radiación electromagnética, o en ambientes de altas temperaturas o muy corrosivos.

Los sensores de fibra óptica que interesan son los denominados “Rejillas de fibra Bragg” (en adelante FBG) .Las rejillas de fibra Bragg son sensores como puntuales que forman una parte intrínseca de una fibra óptica. Estas rejillas de fibra Bragg son sensibles principalmente a las variaciones de temperatura y de deformación. Estos sensores aprovechan la ventaja del hecho de que una variación de temperatura o de deformación transferida a la fibra causará un cambio en la longitud de onda de Bragg reflejado por las rejillas de Bragg. Este cambio en la longitud de onda se puede convertir en un cambio en temperatura o deformación monitorizado por la fibra.

En la configuración apropiada, las rejillas de fibra Bragg se pueden aplicar como sensores de deformación y por tanto tienen la posibilidad de reemplazar a medidores eléctricos de deformaciones más tradicionales en algunas aplicaciones particulares. A estos sensores se les puede hacer referencia como “Medidores de deformaciones FBG”

o “Sensores de deformaciones FBG”. Los sensores de rejilla de fibra Bragg se usan, por ejemplo, como medidores ópticos de deformaciones en ingeniería civil y aeroespacial, y para monitorizar los desplazamientos y las deformaciones en estructuras mecánicas.

Sin embargo, un campo que necesita un desarrollo adicional es la técnica de la instalación de los sensores de rejilla de fibra Bragg a las superficies de las estructuras que se vayan a monitorizar. La fijación de un sensor óptico de fibra de vidrio a una estructura típicamente metálica no es una operación trivial.

Las técnicas anteriores de fijación de un sensor de deformaciones de fibra óptica a una estructura metálica incluyen revestimientos por pulverización de metales u óxidos metálicos para encapsular el sensor de deformaciones y fijarlo a la superficie de la estructura metálica que se vaya a monitorizar. Sin embargo, la pulverización de plasma ejerce una fuerza considerable sobre la fibra, y puede dañar al sensor.

Otra técnica anterior para fijar sensores ópticos de deformaciones de fibra a una estructura usa adhesivos o cementos cerámicos. Sin embargo, estos adhesivos o cementos cerámicos pueden reducir tensiones residuales a la fibra montada que afectarán a las medidas.

Otras técnicas anteriores para fijar sensores de deformaciones de fibra óptica a una estructura usan pegamentos o adhesivos. Sin embargo, cuando se usan fibras pre-revestidas, la cantidad de adhesivo podría no ser suficiente para asegurar la adherencia apropiada de la fibra, mientras que, cuando se reviste la fibra después de haberla fijado a la estructura, el adhesivo en exceso puede permitir el deslizamiento o el alabeo de la fibra.

Además, estos métodos de instalación adolecen de una precisión cuestionable en cuanto a la ubicación y fijación de la fibra. Por tanto, todavía se necesita una fijación repetible y reproductible de una fibra óptica.

La solicitud de patente EP 1 8126 432 A1divulga un portador para fijar el sensor a una superficie. Sin embargo, los portadores, especialmente los portadores metálicos, presentan una elasticidad diferente en comparación con la estructura a monitorizar y con la fibra, y por tanto aplicarán una deformación adicional. Además, un portador fijado a la fibra restringirá los movimientos de ésta y podría degradar o al menos afectar a las prestaciones de la misma. Desafortunadamente, debido a la carencia de flexibilidad, el portador además deteriora la flexibilidad del montaje a la fibra.

El documento JP 2005 134199 divulga un método de montar una rejilla de fibra Bragg a una superficie que usa una placa para fijar uniformemente la fibra a la superficie.

Por tanto, se necesita proveer un método para montar fibras óptica que permita unos parámetros de fijación fiables.

Sumario de la invención Un objeto de la invención es proveer unos medios y un método perfeccionados para el montaje fiable de fibras ópticas.

Este método se cumple con los métodos y medios según las reivindicaciones independientes de la presente invención. Las reivindicaciones subordinadas se refieren a realizaciones preferidas.

La invención provee, en una realización, un método para montar una fibra óptica que contiene al menos una rejilla de fibra Bragg a una superficie de una estructura, cuyo método comprende las etapas de:

a) proveer un soporte, en donde el soporte comprende un primer lado y un segundo lado a lo largo de un eje longitudinal del mismo, una primera cavidad en el primer lado para recibir un adhesivo, cuyo adhesivo sirve para fijar la fibra sobre la superficie de la estructura, y una primera y una segunda ranuras practicadas en ambos lados de la primera cavidad que se extienden a lo largo del eje longitudinal del soporte para recibir partes de la fibra óptica cuando la fibra óptica está fijada al soporte, b) situar y fijar la fibra óptica sobre dicho soporte para extenderla a lo largo del eje longitudinal de éste cuando la parte de la fibra que contiene al menos una rejilla de fibra Bragg esté situada en dicha primera cavidad de dicho soporte y partes de dicha fibra estén situadas en dichas ranuras primera y segunda en ambos lados de dicha primera cavidad,

c) aplicar un adhesivo a la superficie de dicha primera cavidad, o sobre la superficie de la estructura, o sobre ambas, d) situar dicho soporte con dicha fibra óptica fijada sobre él sobre la superficie de la estructura de tal manera que dicha fibra óptica se posicione sobre dicha superficie de estructura, e) curar el adhesivo para sujetar dicha fibra óptica a dicha superficie de estructura, y f) retirar el soporte dejando dicha fibra óptica sujeta por un revestimiento de dicho adhesivo sobre dicha superficie de estructura, en donde la superficie de dicho primer lado del soporte no se pega al adhesivo antes del posicionamiento y la fijación de la fibra óptica sobre dicho adhesivo, el material del soporte es opcionalmente transparente, translúcido o semitransparente a la luz ultravioleta (en adelante UV) , el adhesivo es un adhesivo curable por luz UV y en donde el curado se realiza por un curado por luz UV.

El adhesivo se puede colocar directamente sobre la parte superior de la estructura y subsiguientemente el soporte de sensor seco se posiciona sobre la parte superior de este adhesivo y/o el adhesivo se puede aplicar en primer lugar a la superficie de la primera cavidad. Cuando el adhesivo se coloca directamente sobre la estructura, la cavidad recibe algo de adhesivo cuando el soporte se coloca sobre el estrato de adhesivo.

Otra realización de la invención provee un soporte para montar una fibra óptica que contiene al menos una rejilla de fibra Bragg a una superficie de una estructura, cuyo método comprende:

- un primero y un segundo lado a lo largo de un eje longitudinal del soporte,

- una primera cavidad sobre dicho primer lado que tiene una longitud comprendida entre ; 25 mm e igual o menor de 35 mm, opcionalmente de 10 a 50 mm para recibir un adhesivo, cuyo adhesivo sirve para fijar la fibra sobre la superficie de la estructura,

- una segunda cavidad sobre el segundo lado a lo largo del eje longitudinal del soporte opuesto a la primera cavidad, para recibir unos medios para aplicar presión al soporte cuando esté posicionado sobre la superficie de la estructura, y

- una primera y una segunda ranuras situadas sobre ambos lados de dicha primera cavidad que se extienden a lo largo del eje longitudinal del soporte para recibir partes de la fibra... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un método para montar una fibra óptica que contiene como mínimo una rejilla de fibra Bragg a una superficie de una estructura, cuyo método comprende las etapas de:

a) proveer un soporte en donde dicho soporte (1) comprende un primer lado y un segundo lado a lo largo de un eje longitudinal (11) del soporte (1) , una primera cavidad (2) sobre el primer lado para recibir un adhesivo, cuyo adhesivo sirve para fijar la fibra sobre la superficie de la estructura, y una primera y una segunda ranura (4, 5) en ambos lados de la primera cavidad (2) que se extienden a lo largo del eje longitudinal (11) del soporte (1) para recibir partes de la fibra óptica cuando la fibra óptica está fijada al soporte (1) , b) situar y fijar la fibra óptica sobre dicho soporte (1) para extenderla a lo largo del eje longitudinal (11) del soporte (1) , en donde la parte de la fibra óptica que contiene como mínimo una rejilla de fibra Bragg está posicionada en dicha primera cavidad (2) de dicho soporte (1) , y partes de dicha fibra están situadas en dichas primera y segunda ranuras (4, 5) en ambos lados de dicha primera cavidad (2) ,

c) aplicar un adhesivo a la superficie de dicha primera cavidad (2) sobre la superficie de la estructura, o en ambas, d) situar dicho soporte (1) con dicha fibra óptica fijada sobre él sobre la superficie de la estructura, de tal manera que dicha fibra óptica se posicione sobre dicha superficie estructural, e) curar el adhesivo para sujetar dicha fibra óptica a dicha superficie estructural, y f) retirar el soporte (1) dejando dicha fibra óptica sujeta por un revestimiento de dicho adhesivo sobre dicha superficie estructural, en donde la superficie de dicho primer lado del soporte (1) es antiadherente al adhesivo antes de situar y fijar la fibra óptica sobre dicho soporte, el material del soporte es opcionalmente transparente, translúcido o semitransparente a la luz UV, el adhesivo es un adhesivo curable por luz UV y en donde el curado se realiza mediante una operación de curado por luz UV.

2. El método según la reivindicación 1, en el que el adhesivo es un adhesivo epoxídico o un adhesivo de acrilato.

3. El método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriormente mencionadas, en el que la primera cavidad

(2) del soporte (1) para recibir un adhesivo tiene una longitud comprendida entre ; 25 mm e igual o menor de 35 mm.

4. El método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriormente mencionadas, que comprende además la etapa de aplicar presión a dicho soporte (1) cuando el soporte (1) está situado sobre la superficie de la estructura.

5. El método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriormente mencionadas, en el que el soporte (1) comprende una segunda cavidad (3) sobre el segundo lado a lo largo del eje longitudinal (11) del soporte enfrente de la primera cavidad (2) para recibir un medio para aplicar presión al soporte (1) cuando éste se encuentre situado sobre la superficie de la estructura.

6. El método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriormente mencionadas, en donde el soporte (1) es transparente, translúcido o semitransparente a la luz UV, y se aplica presión al soporte (1) por medio de un cuerpo

(8) rectangular, transparente, translúcido o semitransparente a la luz UV, que ajusta en dicha segunda cavidad (3) .

7. El método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, que comprende además la etapa de aplicar al menos un estrato de un revestimiento protector químico sobre dicha fibra óptica montada, o que

comprende además la etapa de aplicar al menos un estrato de un revestimiento protector mecánico sobre dicha fibra óptica montada.

8. Un soporte para montar una fibra óptica que contiene al menos una rejilla de fibra Bragg a una superficie de una

estructura, que comprende:

- un primer lado y un segundo lado a lo largo de un eje longitudinal (11) del soporte (1) ,

- una primera cavidad (2) sobre dicho primer lado, que tiene una longitud entre ; 25 mm e igual o menor de 35 mm para recibir un adhesivo, cuyo adhesivo es para fijar la fibra sobre la superficie de la estructura,

- una segunda cavidad (3) sobre el segundo lado a lo largo del eje longitudinal (11) del soporte (1) enfrente de la primera cavidad (2) para recibir un medio para aplicar presión al soporte (1) cuando éste se encuentre situado sobre la superficie de la estructura, y

- una primera y una segunda ranura (4, 5) en ambos lados de dicha primera cavidad (2) que se extienden a lo largo del eje longitudinal (11) del soporte (1) para recibir partes de la fibra óptica cuando ésta se encuentra fijada al soporte (1) ,

en donde el soporte (1) se ha fabricado de un material que es transparente, translúcido o semitransparente a la luz UV y en donde una superficie de dicho primer lado del soporte (1) es antiadherente al adhesivo antes del posicionamiento y fijación de la fibra óptica al soporte (1) .

9. El soporte según la reivindicación 8, en donde el soporte (1) se fabrica de un material que se selecciona de un grupo que comprende un material compuesto, un material de plástico y/o un material de polímero, preferiblemente de un caucho de silicona.

10. El soporte según las reivindicaciones 8 ó 9, en dond la primera cavidad (2) tiene una longitud entre ; 28 mm e igual o menor de 32 mm, preferiblemente de 30 mm.

11. El soporte según una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, en donde la primera cavidad (2) tiene una anchura entre ; 5 mm e igual o menor de 12 mm, preferiblemente entre ; 6 mm e igual o menor de 10 mm, con más preferencia de 8 mm.

12. El soporte según una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 11, en donde la primera cavidad (2) tiene una profundidad entre ; 0, 4 mm e igual o menor de 1 mm, preferiblemente entre ; 0, 5 mm e igual o menor de 0, 8 mm, con más preferencia de 0, 6 mm.

13. El soporte según una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 12, en donde la segunda cavidad (3) tiene una longitud y una anchura correspondientes a la longitud y anchura de la primera cavidad (2) .

14. El soporte según una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 13, en donde el soporte (1) tiene una longitud entre ; 35 mm e igual o menor de 55 mm, preferiblemente entre ; 40 mm e igual o menor de 50 mm, con más preferencia de 45 mm, y/o

en donde el soporte (1) tiene una anchura entre ; 5 mm e igual o menor de 12 mm, preferiblemente entre ; 6 mm e igual o menor de 10 mm, con más preferencia de 8 mm.

15. Un equipo de instalación para montar una fibra óptica que contiene al menos una rejilla de fibra Bragg a una

superficie de una estructura, que comprende:

- un soporte (1) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriormente mencionadas 8 a 14, y

- un cuerpo rectangular (8) transparente, translúcido o semitransparente a la luz UV que ajusta en una

segunda cavidad (3) sobre el segundo lado a lo largo del eje longitudinal (11) del soporte enfrente de la primera cavidad (2) de dicho soporte (1) .


 

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