موسوعة تقنية استشعار شبكة براغ الليفية - أسئلة متكررة عن FBG - أسئلة متكررة عن مستشعر FBG - أسئلة متكررة عن مفك ترميز FBG - تحليل مشاكل التطبيق الشائعة لـ FBG

This article introduces the concept of مستشعرات FBG الموزعة (also known as quasi-مستشعرات FBG الموزعة, FBG string/array sensor, array FBG sensors, or multi-point FBG thermometers) and answers the question, 'How many FBG can be integrated into a distributed FBG temperature sensor?' It also introduces the capability of OFSCN® Capillary Seamless Steel Tube FBG Sensors to encapsulate FBG arrays (FBGs) for multi-point temperature measurements and provides actual product images and measurement results.

1. مفهوم مستشعرات FBG الموزعة وعدد FBGs (مستشعرات FBG الموزعة)

مستشعر سلسلة/مصفوفة FBG - نحت FBGs متعددة بأطوال موجية مختلفة على ليف بصري لتشكيل سلسلة/مصفوفة FBG، وتغليفها لتكون مستشعر FBG. يُشار أيضًا إلى مستشعر سلسلة/مصفوفة FBG باسم مستشعرات FBG الموزعة، ومستشعرات FBG شبه الموزعة، ومقاييس الحرارة FBG متعددة النقاط.

A FBG string/array sensor allows simultaneous measurements of multiple points و parameters using a single sensor.

نظريًا، يمكنك نحت عدد لا نهائي من FBGs على ليف بصري واحد، كل ما تحتاجه هو أن تكون لكل FBG طول موجة براغ مختلف.

شكل 1	شكل 2

ومع ذلك، في الممارسة العملية، توجد قيود بسبب مصدر الضوء واسع النطاق ووحدة الكشف الاستقبالية لمفك ترميز FBG. نطاق الطول الموجي محدود. بالإضافة إلى ذلك، سيتغير الطول الموجي لـ FBG مع درجة الحرارة والإجهاد. لذلك، من الضروري التأكد من عدم وجود تداخل بين أطوال موجات FBG. وهذا يسمح لمفك ترميز FBG بتمييز FBGs المختلفة بناءً على أطوالها الموجية الانعكاسية الخاصة بها.

عامل آخر يؤثر على عدد FBGs هو الطاقة المتاحة عند استقبال FBGs المنعكسة. يعتمد ذلك على قوة إرسال مفك الترميز، والخسائر على طول المسار (بما في ذلك خسائر الانحناء، وخسائر الموصلات، وخسائر الوصلات، وخسائر طول الألياف)، وانعكاسية FBGs.

وبالتالي، تؤثر عدة عوامل على عدد FBGs التي يمكن استخدامها. بشكل عام، بالنسبة لنطاق C المستخدم عادةً، يوصى بعدم استخدام أكثر من 20 FBG على مستشعر FBG موزع واحد (من الضروري تحليل التطبيقات المختلفة).

شكل 3

2. مستشعرات شبكة FBG الليفية شبه الموزعة والرسم البياني الفيزيائي لسلاسل/مصفوفات FBG (مستشعرات سلسلة/مصفوفة FBG)

OFSCN® has extensive experience in packaging FBG arrays and can provide customers with مستشعرات FBG الموزعة (also known as quasi-مستشعرات FBG الموزعة). An example is shown in the figures below (Figure 4 and 5), where eight FBGs with different wavelengths are inscribed on a short length of optical fiber, enabling simultaneous measurements of eight points.

شكل 4

شكل 5 (تُظهر الصورة أعلاه توزيع الطول الموجي لليف بصري يحتوي على مصفوفة FBG بثمانية أطوال موجية مختلفة باستخدام محلل طيفي بصري.)

شكل 6

3. ما هي مصفوفة FBG

تشير 'مصفوفة FBG' إلى مصفوفة شبكة براغ الليفية (FBG). FBG هي تقنية مستشعرات الألياف البصرية التي تستخدم بنية الشبكة داخل الألياف البصرية لقياس الكميات الفيزيائية مثل الإجهاد ودرجة الحرارة والإزاحة والقوة والاهتزاز والمزيد.

An FBG array represents a configuration where multiple FBG measurement points are distributed or arranged on one or multiple optical fibers. This can form a single-fiber OFSCN (Optical Frequency Scanning) FBG sensor with multiple measurement points or a multi-fiber OFSCN FBG sensor with multiple measurement points on each fiber.

By deploying the aforementioned OFSCN FBG sensors at various positions, an FBG array allows simultaneous monitoring of multiple measurement points, providing comprehensive three-dimensional environmental information on the OFSCN FBG demodulator software platform.

تطبيقات مصفوفات FBG متنوعة، خاصة في مجال مراقبة الهياكل. على سبيل المثال، يتيح نشر مصفوفة FBG على الجسور أو المباني المراقبة في الوقت الفعلي للتشوهات الهيكلية، والإجهادات، والاهتزازات. بالإضافة إلى ذلك، تجد مصفوفات FBG فائدة في مجالات مثل أنابيب النفط والغاز، وشفرات توربينات الرياح، وما إلى ذلك، مما يتيح قياسات عالية الدقة في نقاط متعددة في بيئات معقدة.

باختصار، تقدم مصفوفة FBG، التي تتضمن مستشعرات FBG متعددة موزعة في مواقع مختلفة، حلاً مرنًا وعالي الدقة لاستشعار الألياف البصرية مناسبًا لسيناريوهات التطبيق المختلفة.

The concept of an FBG array integrates Fiber Bragg Grating, FBG sensors, و the OFSCN FBG demodulator software platform.

4. ما هي مصفوفة مستشعرات FBG، وما هي الفروق مع مصفوفة FBG

تؤكد 'مصفوفة مستشعرات FBG' و 'مصفوفة FBG' على جوانب مختلفة قليلاً.مصفوفة مستشعرات FBG:

• التعريف: تشير مصفوفة مستشعرات FBG إلى توزيع أو ترتيب مستشعرات FBG متعددة في منطقة معينة، والتي يمكن أن تكون على مستشعر شبكة براغ ليفية واحد أو متعدد.
• الميزات: يؤكد هذا المصطلح على التكوين المتعدد لمستشعرات FBG، ويغطي التصميم العام لمستشعرات الشبكة المتعددة، ولا يركز فقط على مستشعر شبكة براغ ليفية واحد.

مصفوفة FBG:

• التعريف: تشير مصفوفة FBG عادةً إلى تكوين نقاط قياس FBG متعددة على ليف واحد أو أكثر، لتشكيل هيكل مصفوفة.
• الميزات: يؤكد هذا المصطلح على طبيعة المصفوفة لـ FBGs، حيث يشمل نقاط قياس شبكة براغ ليفية متعددة على ليف واحد أو على ألياف متعددة.

في الاستخدام العملي، غالبًا ما تكون هذه المصطلحات قابلة للتبادل لأن كلاهما يدل على ترتيب نقاط قياس FBG متعددة في منطقة لتحقيق قياس أو مراقبة متعددة النقاط. لذلك، ينعكس الفرق بينهما بشكل رئيسي في التركيز على ما إذا كانت FBGs مميزة بشكل فردي. في بعض السياقات، قد تركز 'مصفوفة FBG' على الهيكل العام وتكوين المصفوفة بأكملها، بينما قد تضع 'مصفوفة مستشعرات FBG' مزيدًا من التركيز على تخطيط المستشعرات الفردية.

5. Use the OFSCN FBG demodulator to graphically display the fiber grating sensing array (multi-point fiber Bragg grating sensor/مستشعرات سلسلة/مصفوفة FBG) لتحقيق قياس موزع

You can use the OFSCN fiber Bragg grating demodulator to graphically display the fiber Bragg grating sensing array to achieve distributed measurement. Here are some examples(taking temperature measurement as an example):

A, The temperature measurement plane formed by multiple OFSCN FBG temperature sensors with multiple measuring points is shown as follows:

ب، يظهر الرسم التخطيطي لقياس درجة الحرارة ثلاثي الأبعاد المتكون من مستشعرات درجة حرارة شبكة براغ ليفية متعددة بنقاط قياس متعددة كما يلي::

C, In the OFSCN Fiber Bragg Grating Interrogator, you can also map these fiber Bragg grating sensing measuring point arrays to the real world by uploading photos:

Our philosophy is: 'OFSCN®, make optical fiber stronger!'