مميز

المبادئ الأساسية لشبكات براغ الليفية ومستشعرات شبكات براغ الليفية - الجزء 1: انعكاس وتداخل الأمواج

This article explains the necessary knowledge of wave reflection و interference (interference) to understand the basic principles of fiber bragg gratings. It serves as a preliminary educational article about OFSCN® capillary seamless steel tube FBG sensors produced by DCYS.

 

In the previous article 'OFSCN® capillary seamless steel tube FBG Sensors,' we provided the definition of OFSCN® capillary seamless steel tube FBG sensors. We also introduced DCYS as a professional manufacturer of FBG sensors, highlighting the unique features of the OFSCN® capillary seamless steel tube FBG sensor series due to the use of advanced materials و structures.

To enhance your understanding of DCYS's products, we will now focus on explaining the basic principles of FBG sensors (including FBG principles). This article is an educational piece و not a research article. If any readers find fundamental errors in this article, please provide feedback.

 

رسم تخطيطي مادي لمستشعر درجة الحرارة FBG للأنابيب الفولاذية غير الملحومة OFSCN®

الصورة 1

رسم تخطيطي مادي للأنابيب الفولاذية غير الملحومة ذات الأنابيب الشعرية OFSCN® FBG لأجهزة استشعار درجة الحرارة / الإجهاد / الانفعال (جزء منها)
الصورة 2

 

نظرًا لأن هذه مقالة تعليمية، يرجى الاعتقاد بأنها لن تكون صعبة. قبل مناقشة مبادئ مستشعرات شبكة براغ الليفية (FBG)، نحتاج إلى فهم انعكاس الموجات وتداخلها. هذا لأن الجزء الأكثر أهمية في مستشعرات شبكة براغ الليفية (FBG) هو الكشف الدقيق عن الضوء المنعكس ذي الطول الموجي المحدد. من خلال تحليل التغيرات في الطول الموجي للضوء المنعكس، يمكننا تحديد الكميات الفيزيائية المقابلة التي يتم قياسها (مثل الإجهاد والانفعال ودرجة الحرارة).

نظرًا لأن موجات الضوء تتمتع بترددات عالية وأطوال موجية قصيرة، فلا يمكن ملاحظتها بسهولة في حياتنا اليومية ما لم نكن متخصصين في هذا المجال. لتسهيل الفهم، سنستخدم الموجات الصوتية كتشبيه لتمثيل الموجات الضوئية - فالموجات الصوتية والموجات الضوئية كلاهما تظهر خصائص موجية، مع وجود موجات طويلة وقصيرة.

 

1. انعكاس موجة صوتية واحدة (موجة ضوئية)

You may have encountered the following scenario in your life: One day, while traveling to a scenic place with mountains, you stand in front of a mountain and shout, 'OFSCN®...' (or you can shout 'DCYS' or the name of your loved one). Suddenly, you hear the echo of the mountain saying 'OFSCN®...' This echo represents the reflection of the sound wave (see الصورة 3). You emitted a sound wave (incident wave) towards the mountain, and the mountain responded with a corresponding wave reflection (reflected wave).

 

تعكس عملية الموجة الصوتية

الصورة 3

 

2. انعكاس موجات صوتية متعددة (موجات ضوئية)

Continuing forward, you enter a valley and shout, 'OFSCN®...' into the valley. Then, you hear echoes from both sides of the valley, saying 'OFSCN®...' repeatedly. These echoes from both sides of the valley represent the reflection of two or more columns of sound waves (see الصورة 4).

 

تعكس عملية الموجة الصوتية في أوقات مختلفة

الصورة 4

 

3. تداخل موجات صوتية متعددة (موجات ضوئية)

By coincidence, you reach a particular spot in the valley (there must be a series of such spots along your journey). Here, you shout, 'OFSCN®...' again, and suddenly, the echoes from both sides of the valley merge into a tremendous sound, resonating in your head. What happened? At this moment, the two or more columns of sound waves have interfered with each other (arriving simultaneously, forming constructive interference, see الصورة 5).

 

عملية التداخل لموجات صوتية متعددة

الصورة 5

تمامًا مثل الموجات الصوتية، تظهر الموجات الضوئية خصائص مماثلة على نطاق أصغر. تخضع الموجات الضوئية التي تستوفي شروطًا معينة (شرط براغ) عند مرورها عبر شبكة براغ الليفية (FBG) أيضًا لتداخل بناء، مما يؤدي إلى انعكاس موجات متعددة بشكل إيجابي (تداخل).

As this article serves as a preliminary educational article about OFSCN® capillary seamless steel tube FBG sensors produced by DCYS, we will not discuss the negative interference of two or more sound waves that may occur at a few meters apart. In FBG sensors, what we need to detect is the constructive interference of multiple waves.

في هذه المرحلة، قد تكون قد اكتسبت فهمًا معينًا لانعكاس وتداخل الموجات الصوتية (الموجات الضوئية). بالإضافة إلى الجبال الجميلة، يمكنك أيضًا تجربة خصائص الموجات المذكورة في هذه المقالة في معبد السماء في بكين. يحتوي المنتزه على جدار صدى، وهناك أيضًا حجارة ثلاثية النغمات في قاعة صلاة الحصاد الجيد.

تجدر الإشارة إلى أن خصائص الموجات الصوتية تنطبق أيضًا على الموجات الضوئية المنتقلة في الألياف البصرية. عندما تواجه الموجات الضوئية شبكات براغ الليفية (FBG)، فإنها تخضع للانعكاس والتداخل وفقًا للمبادئ نفسها. ومع ذلك، فإن انعكاس الموجات الضوئية داخل الألياف البصرية أكثر تعقيدًا، ويتضمن معرفة تفصيلية بنظرية الاقتران وانعكاس الأنماط. لأولئك الذين يرغبون في الاستكشاف بشكل أكبر، يرجى الرجوع إلى الموارد ذات الصلة. في المقالة التالية، سنشرح كيف تعمل شبكات براغ الليفية (FBG) بناءً على الموجات الضوئية. ترقبوا!

 

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

  • DCYS is a professional fiber bragg grating sensor manufacturer, providing the principle of FBG, the principle of temperature measurement of FBG sensors, the principle of stress measurement, the principle of strain, the principle of temperature compensation و the principle of patented seamless steel pipe packaging; the brand of FBG sensors is 'OFSCN'.

💬 OFSCN Official Knowledge Base
🌐 يدعم الإدخال متعدد اللغات | الردود الفنية باللغة الإنجليزية فقط