Fully-embedded pressure sensor based on FBG technology for aerodynamic application

This thesis delves into the development of Fiber Bragg Grating based sensor for pressure measurement, with a specific focus on their integration within aerodynamic components. Against a backdrop of evolving industrial demands and technological advancements, this work aims to advance the field by creating robust, efficient, and adaptable pressure sensing systems. The study begins with a detailed examination of FBG sensor design, seeking to achieve an optimal equilibrium between sensor sensitivity and size, while simultaneously addressing the complexities of structural mechanics through Finite Element Method analysis. Transitioning to the manufacturing phase, the thesis marks the initiation of sensor production as a proof of concept, a crucial step in translating theoretical concepts into functioning prototypes. This pivotal stage serves as the locus where theoretical concepts are materialized, providing profound insights into the intricacies and challenges of sensor fabrication. The phase culminates in the production of smaller sensors embedded within composite panels, offering valuable insights into sensor integration within complex structures. Beyond manufacturing, the thesis include real-world testing of the pressure sensor under actual operating conditions. Through validating the sensor performance in practical applications, the research aims to confirm the effectiveness and reliability of FBG pressure sensors within aerodynamic components, fostering innovation and propelling the industry towards precision, efficiency, and dependability in pressure sensing technology.

Questa tesi si concentra sullo sviluppo di un sensore basato su tecnologia Fiber Bragg Grating per la misurazione della pressione, con un particolare focus sulla loro integrazione all'interno di componenti aerodinamici.In un contesto di evolventi richieste industriali e avanzamenti tecnologici, questo lavoro mira a far progredire il settore creando sistemi di sensing della pressione robusti, efficienti e flessibili. Lo studio inizia con un'analisi approfondita del design dei sensori FBG, cercando di ottenere un equilibrio ottimale tra sensibilità e dimensioni e considerando le complessità della meccanica strutturale tramite l'analisi del Metodo degli Elementi Finiti. Passando alla fase di produzione, la tesi avvia la produzione dei sensori con un Proof of Concept, un passaggio cruciale nella traduzione dei concetti teorici in prototipi funzionanti. Questa fase cruciale offre un'opportunità per comprendere appieno le sfide e le complessità della produzione dei sensori. La fase di produzione culmina con la realizzazione di un sensore più piccolo integrato all'interno di un pannello in composito, fornendo preziose informazioni sull'integrazione dei sensori in strutture complesse. Oltre alla produzione, la tesi include test del sensore di pressione in condizioni operative reali. Attraverso la verifica delle prestazioni del sensore nell'uso pratico, l'obiettivo della ricerca è di confermare l'efficacia e l'affidabilità dei sensori di pressione FBG nei componenti aerodinamici, promuovendo l'innovazione e guidando l'industria verso la precisione, l'efficienza e l'affidabilità nella tecnologia di rilevamento della pressione.