Auswahl verteilter faseroptischer Sensoren
Oct 07, 2023
1.Verwenden OFDR-Geräte gewöhnliche optische Fasern als Sensoren?
Ja, alle Arten von Singlemode-Fasern können direkt verwendet werden.
2.Wie viel kosten diese Glasfasern?
Die Preise für verschiedene Singlemode-Glasfasern liegen zwischen wenigen Cent pro Meter und mehreren zehn, hunderten oder sogar tausenden Dollar pro Meter. Die Auswahl hängt hauptsächlich vom Testszenario und den Anforderungen ab. Wenn Sie beispielsweise die Dehnung messen möchten, können Sie zwischen blanker und eng ummantelter Faser wählen. Wenn Sie die Temperatur messen möchten, können Sie zwischen PI-Fasern im Bereich von 350 Grad, aluminiumbeschichteten Fasern im Bereich von 400 Grad und vergoldeten Fasern im Bereich von 700 Grad wählen.
3. Zur Dehnungsmessung empfehlen Sie mir bitte einen Lichtleitersensor.
Um die Dehnung zu messen, verwenden wir im Labor am häufigsten optische Polyimidfasern (kurz PI-Fasern) und schwach reflektierende Fasergitteranordnungen. Wenn die Testumgebung komplex ist, kann eine eng ummantelte optische Faser ausgewählt werden, um das Überleben der optischen Faser sicherzustellen.
4.Was ist PI-Faser?
Normalerweise haben optische Fasern einen dreischichtigen Aufbau, von innen nach außen: der Kern, der Mantel und die Beschichtung. Die Beschichtungsschicht besteht aus unterschiedlichen Materialien. Beispielsweise besteht die Beschichtungsschicht einer gewöhnlichen optischen Singlemode-Faser aus Acrylharz und die Beschichtungsschicht einer optischen PI-Faser besteht aus Polyimid (PI). Beide Arten von Singlemode-Lichtwellenleitern können mit OFDR-Geräten demoduliert werden, die PI-Lichtwellenleitererkennung liefert jedoch bessere Messergebnisse und wird häufiger verwendet.
5.Was sind die spezifischen Unterschiede zwischen diesen beiden Arten von Glasfaser-Dehnungstests?
Im Vergleich zu acrylbeschichteten optischen Fasern ist das Beschichtungsmaterial für optische PI-Fasern härter, hat einen größeren Elastizitätsmodul und einen besseren Dehnungsübertragungseffekt. Darüber hinaus kann die optische PI-Faser auch für Hochtemperaturmessungen innerhalb von 350 Grad verwendet werden, und die Linearität der Temperaturmessung ist ebenfalls sehr gut.
5. Sie haben gerade über einen Faser-Bragg-Gitter-Sensor gesprochen. Was ist das konkret?
Normalerweise lautet der vollständige Name „Weak Reflection Fiber Grating Array“, ein dicht verteiltes Schwachreflexionsfasergitter auf einer optischen Faser, dessen Reflexionsvermögen normalerweise weniger als 0,1 % beträgt. Zu den üblichen schwachen Gate-Arrays gehören: ein Gate von 1 cm, die Länge des Gate-Bereichs beträgt 9 mm und der Abstand zwischen zwei benachbarten FBGs beträgt 1 mm. Der Vorbereitungsprozess des schwachen Gitterarrays ist die Online-Gittertechnologie des Zeichenturms, bei der die Beschichtungsschicht nicht abgezogen werden muss und die mechanische Festigkeit der optischen Faser hoch ist. Darüber hinaus können schwache Gitterarrays derselben Wellenlänge mit OFDR-Geräten demoduliert werden, um eine hochstabile, hochauflösende Messung der Temperatur bei verteilter Dehnung zu erreichen.
6.Was ist ein Faser-Bragg-Gitter-Sensor konkret?
Normalerweise lautet der vollständige Name „Weak Reflection Fiber Grating Array“, ein dicht verteiltes Schwachreflexionsfasergitter auf einer optischen Faser, dessen Reflexionsvermögen normalerweise weniger als 0,1 % beträgt. Zu den üblichen schwachen Gate-Arrays gehören: ein Gate von 1 cm, die Länge des Gate-Bereichs beträgt 9 mm und der Abstand zwischen zwei benachbarten FBGs beträgt 1 mm. Der Vorbereitungsprozess des schwachen Gitterarrays ist die Online-Gittertechnologie des Zeichenturms, bei der die Beschichtungsschicht nicht abgezogen werden muss und die mechanische Festigkeit der optischen Faser hoch ist. Darüber hinaus können schwache Gitterarrays derselben Wellenlänge mit OFDR-Geräten demoduliert werden, um eine hochstabile, hochauflösende Messung der Temperatur bei verteilter Dehnung zu erreichen.
7. Gibt es einen Unterschied zwischen schwachen Gitterarrays und gewöhnlichen Glasfaser-Sensortests?
Im Allgemeinen weist das schwache Gitterarray ein höheres Rayleigh-Streusignal auf als gewöhnliche Singlemode-Fasern und weist daher eine gute Teststabilität und eine starke Entstörungsfähigkeit auf. Es eignet sich besser für quasidynamische Messungen, Umgebungen mit leichten Vibrationen oder Faserschütteln und kann die Teststabilität und die Entstörungsfähigkeit weiter verbessern.
8.Was ist der Testeffekt einer Glasfaser mit dichtem Mantel und wie wählt man sie aus?
Die OFDR-Geräteerfassung spiegelt indirekt die Belastung der Struktur wider, indem sie die Belastung der auf der Struktur verlegten optischen Faser misst. Um eine strukturelle Dehnungsmessung zu erreichen, muss der optische Fasersensor in die Struktur eingebettet oder auf die Oberfläche der Struktur geklebt werden. Aus der Analyse des Dehnungsübertragungspfads geht hervor, dass der Dehnungsübertragungseffekt von blanken Fasern idealer ist als der von eng ummantelten optischen Fasern. Je kleiner der Durchmesser der eng ummantelten optischen Faser ist, desto geringer ist der Dehnungsübertragungsverlust und desto besser ist der Effekt der Dehnungsmessung. Zu den herkömmlichen Arten eng ummantelter optischer Fasern gehören: 0,9 mm Durchmesser, 2 mm Durchmesser und armierte optische Kabel mit größeren Durchmessern. Als Sensoren empfiehlt es sich in der Regel, eng ummantelten Lichtwellenleitern mit kleinem Durchmesser den Vorzug zu geben.
