Demonstration of heat resistant fiber Bragg grating sensors based on femtosecond laser processing for vibration monitoring and temperature change

フェムト秒レーザー加工による耐熱ファイバブラッグセンサの振動監視と温度変化の実証

西村 昭彦  ; 竹仲 佑介*; 古山 雄大*; 下村 拓也; 寺田 隆哉; 大道 博行

Nishimura, Akihiko; Takenaka, Yusuke*; Furuyama, Takehiro*; Shimomura, Takuya; Terada, Takaya; Daido, Hiroyuki

耐熱FBGセンサをフェムト秒レーザー加工により製作し、原子炉配管の高温に適用した。このセンサを鋼板表面に実装し、共振条件での振動試験を実施した。本センサの耐熱性能は600Cである。安定化波長可変レーザーを使用して原子炉の日常点検のモニタとして利用できることを試験した。このセンサを繰り返し歪み計測を行なえるよう振動鋼板に取り付けた。溶接、ロウ付け、半田付け、そして貴金属接着剤など、各種の取り付け方法について議論した。

Heat resistant FBG sensors were developed by femtosecond laser processing to apply them to high temperature operated piping system of nuclear power plants. The FBG sensor was installed on the surface of a steel blade and a vibration test was conducted to detect the resonant vibration frequency of the vibrating blade. The FBG sensor had the heatproof performance at 600C. A frequency stabilized sensing system using a tunable laser was tested for structural health monitoring in daily operation of nuclear power plants. The FBG sensor was installed on the surface of a steel blade for vibration induced strain measurements. Welding, brazing, soldering and noble metal powder adhesive were discussed for molding the FBG sensors.