I sensori basati su “Reticolo di Bragg” (FBG) presentano ulteriori vantaggi come la semplicità di multiplexing (molti sensori su singola fibra) e la codifica dell’informazione in lunghezza d’onda, da cui garanzia di robustezza delle misure rispetto a quelle di ampiezza. Essi sono infatti dotati di una caratteristica spettrale in riflessione risonante, ovvero caratterizzata da un “picco” centrato ad una specifica lunghezza d’onda caratteristica, detta appunto di Bragg (λB). Le sue variazioni nel tempo (determinate da variazione di temperatura e/o deformazione) costituiscono la risposta del sensore.
Nella figura a lato una rappresentazione schematica del reticolo in fibra e della risposta spettrale, in riflessione ed in trasmissione, di un FBG investito da una opportuna sorgente ottica a larga banda (INPUT).
Un interrogatore per sensori FBG legge continuamente le λB di tutti gli FBG ad esso collegati; un opportuno software poi le trasduce in tempo reale nei parametri ingegneristici di output richiesti dall’utente finale. Le figure in basso descrivono lo spostamento del picco per deformazione (sinistra) e temperatura (destra). Altre grandezze possono essere misurate trasducendole opportunamente in deformazione o temperatura, cui l’FBG è sensibile.
Sensori FBG nudi (privi cioè di particolari coatings o packages) presentano sensibilità medie tipiche alla deformazione ed alla temperatura rispettivamente di:
1,2 pm/µε 10 pm/°C
dove il pm (0,001 nm) è la variazione di lunghezza di lunghezza d’onda dell’FBG, µε (microstrain) è una deformazione pari ad 1 µm/m.
Sensori basati su FBG consentono performances elevate, per risoluzione ed accuratezza; fattore assolutamente determinante al fine di ottenere un sistema di monitoraggio performante è, oltre alla corretta progettazione della rete sensoriale, la scelta di un interrogatore dalle caratteristiche adeguate. Utilizzando ad esempio un «FBG Interrogator» della Micron Optics Inc. (produttore leader di strumenti e sensori basati su FBG www.micronoptics.com).
Si possono ad esempio ottenere le seguenti performances*:
- Risoluzione: 1 µε / 0,1 °C / 1% RH
- Ripetibilità: 1 µε / 0,1 °C / 1% RH
- Accuratezza: 2 µε / 0,2 °C / 2% RH
- * Nei range standard RH = relative humidity