موسوعة تقنية استشعار شبكة براغ الليفية (FBG) - أسئلة متكررة عن FBG - أسئلة متكررة عن حساسات FBG - أسئلة متكررة عن مُفككات FBG - تحليل مشاكل التطبيق الشائعة لـ FBG
تقنية استشعار الألياف البصرية الموزعة وتقنية استشعار شبكات الألياف البصرية: الاختلافات في المبادئ، الاختلافات بين مستشعرات الألياف البصرية الموزعة ومستشعرات شبكات الألياف البصرية، أيهما تختار.
تقدم هذه المقالة مبادئ تقنية استشعار الألياف البصرية الموزعة، بالإضافة إلى مفاهيم تشتت رامان، تشتت رالي، وتشتت بريلوين. كما يتم وصف مبادئ تقنية استشعار شبكة الألياف الضوئية، ومقارنة الفروقات بين هاتين التقنيتين. وهذا يضع الأساس لفهم بيئات الاستخدام وكيفية الاختيار بين حساسات الألياف البصرية الموزعة وحساسات شبكة الألياف الضوئية.
جدول المحتويات:
الفروقات المبدئية بين تقنية استشعار شبكة الألياف الضوئية وتقنية استشعار الألياف البصرية الموزعة - فيديو
الفروقات في المظهر بين حساسات شبكة الألياف الضوئية وحساسات الألياف البصرية الموزعة
يعرف أصدقاؤنا المطلعون على شركتنا أن Dacheng Yongsheng هي شركة متخصصة في شبكات الألياف البصرية وحماية الألياف البصرية. تشمل منتجاتنا الحاصلة على براءة اختراع حساسات شبكة الألياف البصرية، وحساسات الألياف البصرية الموزعة، ووصلات الألياف البصرية المدرعة، التي تعتمد على تقنية التغليف بأنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ غير الملحومة.
 |
 |
|
الشكل 1 |
الشكل 2 |
 |
|
|
الشكل 3 |
|
3. مبدأ حساسات شبكة الألياف الضوئية - مبدأ تقنية استشعار شبكة الألياف الضوئية
في مجال استشعار الألياف البصرية، ننتج كلاً من حساسات شبكة الألياف البصرية وحساسات الألياف البصرية الموزعة. فما هي الفروقات بين هاتين التقنيتين لاستشعار الألياف البصرية؟
استشعار شبكة الألياف البصرية هو تقنية استشعار الألياف البصرية تعتمد على معلومات طول موجة الضوء المنعكس. وحدة الاستشعار الخاصة بها هي شبكة الألياف البصرية. لذلك، تعتمد الكمية الفيزيائية التي يتم اختبارها ليس فقط على مُفكك شبكة الألياف البصرية، ولكن أيضًا على شبكة الألياف البصرية نفسها. إنها قياس نقطة بنقطة لمسافات قصيرة (نقطة واحدة أو نقاط متعددة)، وحتى بالنسبة لحساسات شبكة الألياف البصرية متعددة النقاط، والتي تسمى شبه موزعة أو تسلسلية، يظل القياس نقطة بنقطة. لا يمكن الكشف عن الكمية الفيزيائية المقابلة إلا عند النقطة التي تم فيها تصنيع شبكة الألياف البصرية. يمكن رؤية مبدأ استشعارها في الشكل التالي:
 |
|
الشكل 4 |
يدخل الضوء واسع النطاق المنبعث من مُفكك شبكة الألياف البصرية إلى الألياف البصرية من اليسار إلى اليمين. عندما يمر عبر شبكة الألياف البصرية، فإنه يعكس ضوءًا ضيق النطاق بطول موجة محدد. يعتمد طول موجة الضوء ضيق النطاق على تباعد الشبكة (فترة الشبكة) لشبكة الألياف البصرية. التعبير الرياضي هو: λ=2nΛ، حيث λ هو الطول الموجي المركزي لشبكة الألياف البصرية، و n هو مؤشر الانكسار الفعال للقلب، و Λ هو تباعد الشبكة (فترة الشبكة) لشبكة الألياف البصرية. لذلك، يمكن لمُفكك شبكة الألياف البصرية فك تشفير الكمية الفيزيائية المقابلة عن طريق الكشف عن طول موجة الضوء المنعكس. يمكن لمُفكك شبكة الألياف البصرية الكشف عن إزاحة طول موجة الضوء المنعكس الناتجة عن الكمية الفيزيائية التي يتم اختبارها.
The grating pitch (grating period) of a fiber Bragg grating (FBG) changes with temperature و external forces, expanding و contracting, lengthening و shortening. After being professionally packaged by OFSCN's seamless steel pipe fiber Bragg grating sensor, the reflected wavelength λ of the fiber Bragg grating sensor corresponds to the three physical quantities of temperature, force, و length. This is the basic principle of fiber Bragg grating sensing technology.
4. مبدأ حساسات الألياف البصرية الموزعة - مبدأ تقنية استشعار الألياف البصرية الموزعة
على عكس استشعار شبكة الألياف البصرية، فإن الاستشعار البصري الموزع الشائع (DFOS) هو تقنية استشعار الألياف البصرية تعتمد على معلومات التشتت المتعدد للألياف البصرية مثل الشدة والتردد والطور، وتكون وحدة الاستشعار هي الألياف البصرية نفسها. تعتمد الكمية الفيزيائية التي تقيسها ليس فقط على الألياف البصرية ولكن أيضًا على معدات وأسلوب التعديل وفك التعديل، وتكون الكمية الفيزيائية المقاسة غالبًا هي القيمة المتوسطة للكمية الفيزيائية في موقع أي جزء من حساس الألياف البصرية (مثل متوسط درجة الحرارة ضمن نطاق متر واحد على طول ألياف بصرية بطول 10 كيلومترات). يظهر مبدأ الاستشعار في الشكل أدناه:
 |
|
الشكل 5 |
وبالمثل، يدخل الضوء واسع النطاق المنبعث من معدات استشعار الألياف البصرية إلى الألياف البصرية من اليسار إلى اليمين. نظرًا للشوائب المتأصلة في الألياف البصرية، سيتشتت الضوء. يمكن فهم ذلك على أنه تصادم جسيمات الضوء مع بعض الشوائب المتأصلة في الألياف البصرية، مما يؤدي إلى ارتداد الجسيمات في اتجاهات مختلفة، بتردد أعلى. يُشار إلى هذه الأضواء المتناثرة مجتمعة بالضوء المتناثر. بناءً على خصائص التردد المختلفة للضوء المتناثر، يمكن تصنيف هذا الضوء المتناثر إلى تشتت رالي، وتشتت رامان، وتشتت بريلوين.
ترتبط إشارات الضوء المتناثرة هذه عادةً بالموقع ودرجة الحرارة والإجهاد والانفعال والاهتزاز وغيرها من الكميات الفيزيائية لبيئة الألياف البصرية. لذلك، تم تطوير أجهزة مختلفة لقياس الكميات الفيزيائية للبيئة التي يوجد بها نظام الاستشعار البصري الموزع (DFOS) عن طريق قياس التغيرات في الإشارات المتناثرة داخل الألياف البصرية.
تجدر الإشارة إلى أن الإشارة المتناثرة الموضحة في الركن الأيسر السفلي من مخطط مبدأ الاستشعار البصري الموزع (DFOS) في الشكل 5 هي تشتت رامان وتشتت بريلوين، حيث تختلف تردداتها وشدتها وضوءها الساقط بشكل كبير. تردد تشتت رالي هو نفسه تردد الضوء الساقط. اتجاه الأنواع الثلاثة من الضوء المتناثر ليس بالضرورة معاكسًا، وما هو مرسوم هنا هو لأغراض التوضيح فقط. نظرًا لتعقيد تقنية الاستشعار البصري الموزع (DFOS) المتضمنة، لن نتوسع في التفاصيل هنا.
5. تغليف حساسات الألياف البصرية الموزعة - تغليف حساسات شبكة الألياف البصرية
Whether it is based on fiber grating sensing technology or DFOS technology, they are both sensing technologies based on fiber optic. We all know that fiber optics are very powerful but extremely fragile. Without protection, they are almost unusable. The application environment of fiber optic sensing is even more severe و complex than that of fiber optic communication. Therefore, Beijing Da Cheng Yong Sheng Technology Co., Ltd. has developed a series of products based on seamless stainless steel tube packaging technology, including OFSCN® micro® seamless steel tube series fiber optic grating sensors, DFOS, و armored fiber optic jumpers, which expand the applicable range of fiber optic in harsh environments.
نظام الاستشعار البصري الموزع (DFOS) من Da Cheng Yong Sheng هو منتج عالمي، يتكيف مع معدات فك التعديل لمختلف الشركات المصنعة، بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر أنظمة استشعار الألياف البصرية المختلفة لتشتت بريلوين (BOTDR، BOTDA، BOFDR، إلخ)، وتشتت رالي (OTDR، OFDR)، وتشتت رامان (FOTDR، FOFDR، ROTDR، ROFDR، إلخ). من حيث المبدأ، لا توجد حاجة لمطابقة مجموعة محددة من المعدات.
The following is the difference in principles between distributed fiber sensing technology و fiber grating sensing technology. As we often encounter questions from customers about which type of fiber sensor to choose between OFSCN, we will explain their application environments in detail in the following sections. Please stay tuned.
6. الفروقات في بيئات التطبيق بين تقنية استشعار شبكة الألياف البصرية وتقنية استشعار الألياف البصرية الموزعة
للحصول على تفاصيل حول الفروقات في بيئات التطبيق بين تقنية استشعار شبكة الألياف البصرية وتقنية استشعار الألياف البصرية الموزعة، يرجى الرجوع إلى ما يلي:
Our philosophy is: 'OFSCN®, make optical fiber stronger!'
DCYS is a professional manufacturer of FBG sensors و a manufacturer of distributed Optical Fiber Sensors. We provide the difference between the application environment of FBG sensors و distributed fiber optic sensors, the principle of FBG sensing technology و distributed Optical Fiber Sensing technology; the product brand is 'OFSCN'.