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Ice detection for vibrating beams based on fibre Bragg grating sensors
Indexado
Scopus SCOPUS_ID:85162997449
DOI 10.1117/12.2678157
Año 2023
Tipo

Citas Totales

Autores Afiliación Chile

Instituciones Chile

% Participación
Internacional

Autores
Afiliación Extranjera

Instituciones
Extranjeras


Abstract



In this paper, a method based on fibre Bragg gratings (FBGs) is proposed to detect ice in vibrating beam-like mechanical structures. For this, two points of an optical fibre, with a pretensioned FBG sensor in the middle, are glued on the upper surface of a cantilever beam. The fibre is placed in a way that the central fibre section containing the FBG remain unglued and loose when the cantilever is placed at the most upward bending position. This way, the vibrating beam and dangling FBG are constructed into a bowstring structure. To validate the method, ice is induced on the upper surface of the cantilever beam by applying a freezing spray in laboratory. Results point out that when no ice is present in the vibrating beam, the FBG response shows a quasi-sine wave response with a flat-bottom section, which indicates the condition of the loose FBG. On the contrary, when ice cumulated on top of the cantilever, the ice induces a gluing effect that bonds the FBG to the vibrating beam, so that its strain response corresponds to an almost undistorted sine wave. By analysing the shape of the time-domain and frequency-domain strain response of the FBG, an effective method for ice detection is demonstrated.

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Electrical And Electronic Engineering
Electronic, Optical And Magnetic Materials
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Condensed Matter Physics
SciELO
Sin Disciplinas

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Publicaciones WoS (Ediciones: ISSHP, ISTP, AHCI, SSCI, SCI), Scopus, SciELO Chile.

Colaboración Institucional



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Autores - Afiliación



Ord. Autor Género Institución - País
1 Cheng, Jianming - Guangzhou University - China
2 Yao, Yunshuai - Zhuzhou Times New Material Technology Co., Ltd. - China
3 Zhu, Pingyu - Guangzhou University - China
4 Feng, Xuebing - Zhuzhou Times New Material Technology Co., Ltd. - China
5 Lu, Huanlang - Guangzhou University - China
6 SOTO-HERNANDEZ, MARCELO ALFONSO Hombre Universidad Técnica Federico Santa María - Chile

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Financiamiento



Fuente
Fondo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico
Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo
China Railway Rolling Stock Corporation
Zhuzhou Times New Material Technology Co. LtD.

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Agradecimientos



Agradecimiento
Acknowledgment: The project was supported by the China Railway Rolling Stock Corporation (CRRC) Limited (grant “Digital Engineering Based on Blades of 7.x MW Wind Turbine”), Zhuzhou Times New Material Technology Co. LtD. (Grant No. XCFDJS-2022-00004495), and Chilean National Agency for Research and Development (Fondecyt Regular 1200299 and Basal FB0008).

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