Optical Fiber Sensors for Aircraft Structural Health Monitoring

Aircraft structures require periodic and scheduled inspection and maintenance operations due to their special operating conditions and the principles of design employed to develop them. Therefore, structural health monitoring has a great potential to reduce the costs related to these operations. Optical fiber sensors applied to the monitoring of aircraft structures provide some advantages over traditional sensors. Several practical applications for structures and engines we have been working on are reported in this article. Fiber Bragg gratings have been analyzed in detail, because they have proved to constitute the most promising technology in this field, and two different alternatives for strain measurements are also described. With regard to engine condition evaluation, we present some results obtained with a reflected intensity-modulated optical fiber sensor for tip clearance and tip timing measurements in a turbine assembled in a wind tunnelThe authors would like to thank Professor A. Guemes for the permission to use the FBG responses shown in Figure 2. This work has been sponsored by the Ministerio de Economia y Competitividad (Spain) and FEDER funds under project TEC2012-37983-C03-01, the Gobierno Vasco/Eusko Jaurlaritza under projects IT664-13, ETORTEK14/13 and by the University of the Basque Country (UPV/EHU) through programs UFI11/16, US13/09 and EUSKAMPUS

Sensors and Technologies in Spain: State-of-the-Art

The aim of this special issue was to provide a comprehensive view on the state-of-the-art sensor technology in Spain. Different problems cause the appearance and development of new sensor technologies and vice versa, the emergence of new sensors facilitates the solution of existing real problems. [...

Proof of Concept of Impact Detection in Composites Using Fiber Bragg Grating Arrays

Impact detection in aeronautical structures allows predicting their future reliability and performance. An impact can produce microscopic fissures that could evolve into fractures or even the total collapse of the structure, so it is important to know the location and severity of each impact. For this purpose, optical fibers with Bragg gratings are used to analyze each impact and the vibrations generated by them. In this paper it is proven that optical fibers with Bragg gratings can be used to detect impacts, and also that a high-frequency interrogator is necessary to collect valuable information about the impacts. The use of two interrogators constitutes the main novelty of this paper

Proof of Concept of Impact Detection in Composites Using Fiber Bragg Grating Arrays

Impact detection in aeronautical structures allows predicting their future reliability and performance. An impact can produce microscopic fissures that could evolve into fractures or even the total collapse of the structure, so it is important to know the location and severity of each impact. For this purpose, optical fibers with Bragg gratings are used to analyze each impact and the vibrations generated by them. In this paper it is proven that optical fibers with Bragg gratings can be used to detect impacts, and also that a high-frequency interrogator is necessary to collect valuable information about the impacts. The use of two interrogators constitutes the main novelty of this paper.This work has been sponsored by the institutions Ministerio de Economia y Competitividad of Spain under project TEC2012-37983-C03-01, Gobierno Vasco/Eusko Jaurlaritza under projects AIRHEM-II, S-PE12CA001, IT664-13, and by the University of the Basque Country (UPV/EHU) through program UFI11/16

Desarrollo de un sensor de fibra óptica para la medida del tip clearance y tip timing en motores aeronáuticos

163 p.Los sensores basados en fibra óptica son cada vez más utilizados en aeronáutica debido a las ventajas que presentan frente a sensores más tradicionales. En esta tesis se presenta el diseño y desarrollo de un sensor de fibra óptica para la medida del tip clearance y del tip timing en motores aeronáuticos. Este sensor está basado en la modulación de la luz reflejada por parte de los álabes de un motor aeronáutico en función de la distancia a la que se encuentran.En el capítulo 1 se realiza una introducción a los sensores de fibra óptica dedicando especial atención a que utilizan la modulación de la intensidad como principio de funcionamiento, y se explican los parámetros que serán objeto de medida por el sensor desarrollado en la presente tesis.En el segundo capítulo se presenta la metodología seguida en el diseño y desarrollo del sensor. Se definen los objetivos y requisitos iniciales que el sensor debe cumplir y los pasos seguidos hasta conseguirlo.En el tercer capítulo se muestran los resultados obtenidos para aplicaciones reales de funcionamiento del sensor diseñado. Se presentan los resultados conseguidos en dos entornos reales de trabajo. Por un lado, el túnel de viento que el Centro de Tecnologías Aeronáuticas posee en sus instalaciones de Zamudio (Vizcaya), y por el otro, el banco de ensayos con el que cuenta el Instituto Tecnológico de las Fuerzas Aéreas polacas en Varsovia (Polonia).Este documento concluye con un capítulo en el que se recogen las conclusiones del trabajo, así como las líneas futuras del mismo. También se enumeran los artículos (incluidos en un apéndice) en los que se basa la tesis, así como las conferencias y otras publicaciones realizadas durante este periodo

Desarrollo de un sensor de fibra óptica para la medida del tip clearance y tip timing en motores aeronáuticos

163 p.Los sensores basados en fibra óptica son cada vez más utilizados en aeronáutica debido a las ventajas que presentan frente a sensores más tradicionales. En esta tesis se presenta el diseño y desarrollo de un sensor de fibra óptica para la medida del tip clearance y del tip timing en motores aeronáuticos. Este sensor está basado en la modulación de la luz reflejada por parte de los álabes de un motor aeronáutico en función de la distancia a la que se encuentran.En el capítulo 1 se realiza una introducción a los sensores de fibra óptica dedicando especial atención a que utilizan la modulación de la intensidad como principio de funcionamiento, y se explican los parámetros que serán objeto de medida por el sensor desarrollado en la presente tesis.En el segundo capítulo se presenta la metodología seguida en el diseño y desarrollo del sensor. Se definen los objetivos y requisitos iniciales que el sensor debe cumplir y los pasos seguidos hasta conseguirlo.En el tercer capítulo se muestran los resultados obtenidos para aplicaciones reales de funcionamiento del sensor diseñado. Se presentan los resultados conseguidos en dos entornos reales de trabajo. Por un lado, el túnel de viento que el Centro de Tecnologías Aeronáuticas posee en sus instalaciones de Zamudio (Vizcaya), y por el otro, el banco de ensayos con el que cuenta el Instituto Tecnológico de las Fuerzas Aéreas polacas en Varsovia (Polonia).Este documento concluye con un capítulo en el que se recogen las conclusiones del trabajo, así como las líneas futuras del mismo. También se enumeran los artículos (incluidos en un apéndice) en los que se basa la tesis, así como las conferencias y otras publicaciones realizadas durante este periodo