Dobór rozproszonych czujników światłowodowych

1. Czy sprzęt OFDR wykorzystuje zwykłe światłowody jako czujniki?

Tak, można bezpośrednio zastosować wszystkie rodzaje światłowodów jednomodowych.

2.Ile kosztują te światłowody?

Ceny różnych światłowodów jednomodowych wahają się od kilku centów za metr do dziesiątek, setek, a nawet tysięcy dolarów za metr. Wybór zależy głównie od scenariusza testowego i potrzeb. Na przykład, jeśli chcesz zmierzyć odkształcenie, możesz wybrać włókno gołe i włókno w ciasnej osłonie; jeśli chcesz zmierzyć temperaturę, możesz wybrać włókno PI w zakresie 350 stopni, włókno powlekane aluminium w zakresie 400 stopni i włókno pozłacane w zakresie 700 stopni.

3. Do pomiaru naprężenia proszę polecić mi czujnik światłowodowy.

Do pomiaru odkształcenia najczęściej używamy w laboratorium światłowodu poliimidowego (w skrócie włókna PI) i siatki światłowodowej o słabym odbiciu. Jeśli środowisko testowe jest złożone, aby zapewnić trwałość światłowodu, można wybrać światłowód o szczelnej osłonie.

4.Co to jest włókno PI?

Zwykle światłowód ma budowę trójwarstwową, od wewnątrz na zewnątrz tworzą go rdzeń, płaszcz i powłoka. Warstwa powłoki składa się z różnych materiałów. Na przykład warstwa powłokowa zwykłego światłowodu jednomodowego jest wykonana z żywicy akrylowej, a warstwa powłokowa światłowodu PI jest wykonana z poliimidu (PI). Obydwa typy światłowodów jednomodowych można demodulować za pomocą sprzętu OFDR, jednak światłowody PI dają lepsze wyniki pomiarowe i są częściej stosowane.

5. Jakie są szczególne różnice między tymi dwoma rodzajami testów odkształcenia światłowodu?

W porównaniu ze światłowodem pokrytym akrylem, materiał powlekający światłowód PI jest twardszy, ma większy moduł sprężystości i lepszy efekt przenoszenia naprężeń. Ponadto światłowód PI może być również stosowany do pomiaru wysokiej temperatury w zakresie 350 stopni, a liniowość pomiaru temperatury jest również bardzo dobra.

5. Wspomniałeś właśnie o światłowodowym czujniku z siatką Bragga. Co to jest konkretnie?

Zwykle pełna nazwa to siatka z włókien o słabym odbiciu, która jest gęsto rozmieszczoną siatką z włókien o słabym odbiciu na światłowodzie, a jej współczynnik odbicia jest zwykle mniejszy niż 0,1%. Typowe układy słabych bramek obejmują: jedną bramkę o długości 1 cm, długość obszaru bramki wynosi 9 mm, a odległość między dwoma sąsiednimi FBG wynosi 1 mm. Proces przygotowania słabego układu siatek to technologia kratowania online wieży ciągnącej, która nie wymaga zdzierania warstwy powłoki, a wytrzymałość mechaniczna światłowodu jest wysoka. Ponadto słabe układy siatkowe o tej samej długości fali można demodulować za pomocą sprzętu OFDR, aby uzyskać wysoce stabilny pomiar temperatury odkształcenia o wysokiej rozdzielczości i rozproszonym.

6. Czym właściwie jest światłowodowy czujnik siatki Bragga?

Zwykle pełna nazwa to siatka z włókien o słabym odbiciu, która jest gęsto rozmieszczoną siatką z włókien o słabym odbiciu na światłowodzie, a jej współczynnik odbicia jest zwykle mniejszy niż 0,1%. Typowe układy słabych bramek obejmują: jedną bramkę o długości 1 cm, długość obszaru bramki wynosi 9 mm, a odległość między dwoma sąsiednimi FBG wynosi 1 mm. Proces przygotowania słabego układu siatek to technologia kratowania online wieży ciągnącej, która nie wymaga zdzierania warstwy powłoki, a wytrzymałość mechaniczna światłowodu jest wysoka. Ponadto słabe układy siatkowe o tej samej długości fali można demodulować za pomocą sprzętu OFDR, aby uzyskać wysoce stabilny pomiar temperatury odkształcenia o wysokiej rozdzielczości i rozproszonym.

7. Czy jest jakaś różnica między słabym układem siatki a zwykłym testowaniem czujników światłowodowych?

Ogólnie rzecz biorąc, słaby układ siatek ma wyższy sygnał rozpraszania Rayleigha niż zwykłe włókno jednomodowe, dzięki czemu ma dobrą stabilność testową i silną zdolność przeciwzakłóceniową. Jest bardziej odpowiedni do pomiarów quasi-dynamicznych, w środowisku o niewielkich wibracjach lub drganiach włókien i może dodatkowo poprawić stabilność testu i zdolność przeciwzakłóceniową.

8. Jaki jest efekt testowy światłowodu o szczelnej osłonie i jak go wybrać?

Wykrywanie sprzętu OFDR pośrednio odzwierciedla odkształcenie konstrukcji poprzez pomiar odkształcenia światłowodu ułożonego na konstrukcji. Aby uzyskać pomiar odkształcenia konstrukcji, czujnik światłowodowy należy osadzić wewnątrz konstrukcji lub wkleić na jej powierzchnię. Z analizy ścieżki przenoszenia odkształcenia wynika, że ​​efekt przenoszenia odkształcenia w przypadku gołego światłowodu jest bardziej idealny niż w przypadku światłowodu w ciasnej osłonie. Im mniejsza średnica światłowodu w szczelnej osłonie, tym mniejsza strata transmisji odkształcenia i lepszy efekt pomiaru odkształcenia. Konwencjonalne typy światłowodów w ciasnej osłonie obejmują: 0o średnicy 0,9 mm, o średnicy 2 mm i zbrojone kable optyczne o większych średnicach. Zwykle zaleca się priorytetowe traktowanie jako czujników światłowodów o ciasnych osłonach i małych średnicach.