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Humidity response of optical fibres with hygroscopic coatings and its temperature dependence

  • Optical fibres with hygroscopic coatings are widely used in structural health monitoring to acquire the humidity information. Water absorption-induced coating expansion leads to a strain change in the silica fibre, which can be measured by point and distributed strain fibre sensors and used to quantify the environmental humidity. In this paper, the strain transfer from the coating to the fibre is described by both 1D and 3D models. The impact of the coating property on the humidity induced strain is theoretically analysed. Since the properties of the sensing fibre are temperature-dependent, the humidity response obtained by the strain-based approach may change under different thermal conditions. The humidity response of fibres with different polyimide coatings is characterized by a commercial optical frequency domain reflectometer under different temperature conditions. The experimental results confirm the temperature dependence of the humidity response as the sensitivity of all theOptical fibres with hygroscopic coatings are widely used in structural health monitoring to acquire the humidity information. Water absorption-induced coating expansion leads to a strain change in the silica fibre, which can be measured by point and distributed strain fibre sensors and used to quantify the environmental humidity. In this paper, the strain transfer from the coating to the fibre is described by both 1D and 3D models. The impact of the coating property on the humidity induced strain is theoretically analysed. Since the properties of the sensing fibre are temperature-dependent, the humidity response obtained by the strain-based approach may change under different thermal conditions. The humidity response of fibres with different polyimide coatings is characterized by a commercial optical frequency domain reflectometer under different temperature conditions. The experimental results confirm the temperature dependence of the humidity response as the sensitivity of all the tested fibres decreases as the temperature increases.zeige mehrzeige weniger

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Autor*innen:Xin LuORCiD, Marcus SchukarORCiD
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Journal of Physics: Photonics
Jahr der Erstveröffentlichung:2025
Organisationseinheit der BAM:8 Zerstörungsfreie Prüfung
8 Zerstörungsfreie Prüfung / 8.6 Faseroptische Sensorik
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Verlag:IOP Publishing Ltd
Verlagsort:Bristol, UK
Jahrgang/Band:7
Ausgabe/Heft:2
Aufsatznummer:025026
Erste Seite:1
Letzte Seite:11
DDC-Klassifikation:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Sanitär- und Kommunaltechnik; Umwelttechnik
Freie Schlagwörter:Humidity sensor; Optical fibre sensors; Optical frequency domain reflectometer; Rayleigh scattering
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Umwelt
DOI:10.1088/2515-7647/adc85f
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-629735
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoCreative Commons - CC BY - Namensnennung 4.0 International
Datum der Freischaltung:17.04.2025
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:05.05.2025
Schriftenreihen ohne Nummerierung:Wissenschaftliche Artikel der BAM
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