On the application of fiber optic sensor for real-time strain based diagnostic

Structural Health Monitoring (SHM) is emerging as a vital strategy to help engineers improve the safety and maintainability of critical struc- tures. Fiber Optic Sensors (FOSs) have been recently used for crack monitoring, detecting ultrasonic acoustic waves in metallic structures. A novel FOS solution for Acoustic Emission (AE) wave monitoring is proposed in this thesis for crack propagation monitoring. The sensor relies on a fiber optic Michelson interferometric architecture associated to a coherent detection scheme, which retrieves the phase information of the received optical signal in a completely passive way. The sensing fiber is organized into multiple loop layouts, bonded on metallic structures in order to increase the phase signal related to the detection of AE. AE mea- surements carried out with the coherent fiber optic sensor are compared with traditional piezoelectric sensors, proving that this solution repre- sents a promising, alternative for highly sensitive measurements in AE monitoring.

Il monitoraggio strutturale (SHM) si sta affermando come strategia fondamentale nel miglioramento della sicurezza e della facilità di manutenzione di strutture a rischio. I sensori a fibra ottica sono stati recentemente utilizzati per il monitoraggio di cricche, grazie alla loro capacità di leggere onde ultra-acustiche che si propagano in strutture metalliche. Questo lavoro di tesi propone nuovo sensore a fibra ottica è proposto per il rilevamento di emissioni acustiche (AE) per il monitoraggio di propagazione di cricche. Il sensore si basa su uno schema interferometrico di Michelson associato ad un ricevitore coerente, in grado di ricostruire l’informazione di fase del segnale ottico in maniera del tutto passiva. La fibra sensore è organizzata a spirale, incollata alla struttura metallica per aumentare il segnale utile derivante dall’emissione acustica. Il sensore a fibra ottica proposto è stato comparato con tradizionali sensori commerciali piezoelettrici, confermando la validità della soluzione presentata in questo lavoro come possibile alternativa per rilevamento di emissioni acustiche ad alta risoluzione.