Fiber Optic Pressure Sensor of 0–0.36 psi by Multimode Interference Technique

 

A.R. Mejia-Aranda¹, M.A. Basurto-Pensado*¹, E.E. Antunez-Ceron¹, L.L. Castro-Gómez¹, G. Urquiza-Beltran¹, J.A. Rodriguez¹, J.C. García¹, J.J. Sánchez-Mondragón², V.I. Ruiz-Pérez²

 

¹ Instituto de Investigación en Ingeniería y Ciencias Aplicadas Universidad Autónoma del Estado de Morelos Cuernavaca, Morelos, México, *mbasurto@uaem.mx.

² Departamento de Óptica Instituto Nacional de Astrofísica Óptica y Electrónica Tonantzintla, Puebla, México.

 

ABSTRACT

This paper presents the design, development and tests made to a fiber optic pressure sensor using the multimodal interference methodology (MMI) thus, we propose an alternative sensor to the ones available which are limited by high robust environments where the use of them is a potential hazard (explosive gases, corrosion and even electromagnetic fields). The range of work for this sensor is 0 to 0.36 psi, the arrangement used is formed by a laser diode, a sensing element, an electronic amplifying circuit, a data acquisition board and a computer. The sensing element used is a SMS fiber optic structure (singlemode–multimode–singlemode, where a multimode fiber is embedded between two singlemode fibers) placed within the contact surface (diaphragm) made of a polymeric material; the body of the sensor was made of nylamid. The bending produced in the diaphragm by the pressure inside the body of the sensor generates changes in the transmitted power response carried inside the fiber.

Keywords: PDMS, power, LabView, alternative, gauge, multimode interference, fiber optic.

 

RESUMEN

Se presenta el diseño, fabricación y pruebas realizadas a un sensor de presión de fibra óptica utilizando la metodología de interferencia multimodal (MMI), proponiendo así un sensor alternativo a los sensores existentes los cuales son limitados por ambientes de alto riesgo donde su uso es un peligro latente (gases explosivos, corrosión e inclusive campos electromagnéticos). El rango de trabajo para este sensor es de 0 a 0.36 psi, el arreglo utilizado está conformado de un diodo láser, elemento de sensado, circuito electrónico amplificador, tarjeta de adquisición de datos y una computadora. Como elemento de sensado se utilizó una fibra óptica SMS (por sus siglas en inglés singlemode–multimode–singlemode, formada por una fibra multimodo unida entre dos secciones de fibra monomodo) colocada dentro de una superficie de contacto (diafragma) hecha de material polimérico, el cuerpo del sensor está construido de nylamid. La deflexión producida en el diafragma por la presión dentro del cuerpo del sensor generará cambios en la respuesta de potencia transmitida a través de la fibra.

 

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Acknowledgements

This work was supported by "Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología of México (Project: 169197)

 

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