مميز

تحليل مزايا مستشعر درجة الحرارة بليف Bragg grating (FBG) - مقياس حرارة FBG عالي الحساسية

This article analyzes the high sensitivity characteristics of OFSCN® capillary seamless steel tube fiber bragg grating (FBG) sensor (thermometer) from a theoretical perspective. It discusses the influence of path length و temperature transmission medium (packaging material) on the sensitivity of the grating sensor, specifically focusing on the thermal conduction aspect of the packaging material for fiber bragg grating.

It highlights that the patented all-metal packaging structure و smaller size (volume) of OFSCN® capillary seamless steel tube fiber bragg grating (FBG) temperature sensor are the fundamental reasons for its high sensitivity in encapsulating FBGs.

As stated on the official website of DCYS, 'OFSCN® capillary seamless steel tube fiber bragg grating (FBG)  temperature sensor (FBG thermometer) has the characteristics of high sensitivity, fast thermal conduction, good accuracy, small size, light weight, high tensile strength, high compressive strength, high temperature resistance, waterproof و moisture-proof, non-combustible, و corrosion resistance.' Today, we will focus on analyzing its high sensitivity characteristics.

 

1. Encapsulation Structure of OFSCN® Capillary Seamless Steel Tube Fiber Bragg Grating (FBG) Temperature Sensor

A typical OFSCN® capillary seamless steel tube fiber bragg grating (FBG) temperature sensor (FBG thermometer) has a longitudinal structure as shown in الشكل 1 and 2:

مخطط هيكلي لمستشعر درجة الحرارة FBG للأنابيب الفولاذية غير الملحومة ذات الأنبوب الشعري OFSCN® (النوع 01)

الشكل 1

رسم تخطيطي مادي لأنبوب الصلب غير الملحوم للأنبوب الشعري OFSCN® FBG مستشعر درجة الحرارة/الإجهاد/الإجهاد (جزء منه)
الشكل 2

 

يظهر الشكل المقطعي في نهاية الذيل في الشكل 3 و4:

 

خريطة نظرية لعرض المخطط لمستشعر درجة الحرارة للأنابيب الفولاذية غير الملحومة للأنابيب الفولاذية غير الملحومة ذات التغليف القياسي من ألياف Bragg (FBG) من OFSCN خريطة فعلية لعرض المخطط لمستشعر درجة الحرارة للأنابيب الفولاذية غير الملحومة للأنابيب الفولاذية غير الملحومة ذات التغليف القياسي من الألياف (FBG) من ألياف Bragg (FBG)

الشكل 3

الشكل 4

 

The blue part shown in الشكل 3 represents the fiber and fiber bragg grating, located at the center of the seamless steel tube. This diagram represents an ideal theoretical state, while in practical operation, the OFSCN® capillary seamless steel tube fiber bragg grating (FBG) temperature sensor (FBG thermometer) takes on the actual state

 

2. حساسية شبكة الألياف Bragg في أجهزة استشعار درجة حرارة شبكة الألياف Bragg

مما لا شك فيه أن شبكات الألياف "العارية" (FBG) بدون أي تغليف تظهر أعلى حساسية في قياس درجة الحرارة. ومع ذلك، نظرًا لهشاشة الألياف وشبكات الألياف Bragg (FBG)، فإن شبكات Bragg المصنوعة من الألياف العارية غير قابلة للاستخدام تقريبًا في التطبيقات الهندسية العملية ويتم استخدامها بشكل مؤقت فقط في الأبحاث المختبرية. في التشغيل العملي، يجب تغليف شبكات الألياف الضوئية (FBG)، وجميع طرق التغليف ستقلل بشكل أو بآخر من حساسية شبكة الألياف الضوئية.

ولذلك، عند تغليف أجهزة استشعار شبكة الألياف (FBG)، من الضروري النظر في كيفية تحسين حساسيتها. بدون تعاون أجهزة الاستشعار، فإن معدل التحديث لمعدات إزالة تشكيل شبكة الألياف الضوئية سيكون بلا معنى. حتى لو كان معدل تحديث مزيل تشكيل شبكة الألياف الضوئية يصل إلى 5000 هرتز، فما الفائدة منه؟ هل يمكن أن يصل التغير في درجة حرارة الحساس إلى 5000 مرة في الثانية؟

 

3. Packaging Material of OFSCN Micro Seamless Steel Tube Fiber Bragg Grating Temperature Sensor

The secret behind the high sensitivity of OFSCN® capillary seamless steel tube fiber bragg grating (FBG) temperature sensor primarily lies in two aspects: the overall all-metal material characteristics و the unique product structure (sensor structure detailed in Figures 1, 2, 5, 6).

رسم تخطيطي للهيكل الرئيسي المعبأ لمستشعر درجة حرارة الألياف الفولاذية غير الملحومة ذات الأنبوب الشعري OFSCN® (FBG) رسم تخطيطي مادي للطرف الخلفي المعبأ لمستشعر درجة حرارة الأنابيب الفولاذية غير الملحومة ذات الأنابيب الفولاذية OFSCN® (FBG)

الشكل 5

الشكل 6

 

Whether it is the traditional fiber bragg grating temperature sensor (FBG thermometer) or OFSCN® capillary seamless steel tube fiber bragg grating (FBG) temperature sensor (FBG thermometer), both use metal for encapsulating the FBG section. This is because metal has higher thermal conductivity than أخرى materials. When the ambient environment or the temperature of the object being measured changes, heat can quickly transfer through the metal, accurately reflecting the external environment or the temperature of the object.

Unlike traditional fiber bragg grating temperature sensors (FBG thermometers), OFSCN® capillary seamless steel tube fiber bragg grating (FBG) temperature sensors utilize only stainless steel material at the location of the FBG. They do not require adhesive to fix the fiber bragg grating, as heat can be transferred through the metal without the need for various adhesives.

Therefore, OFSCN® capillary seamless steel tube fiber bragg grating (FBG) temperature sensors (FBG thermometers) have higher sensitivity. Higher sensitivity also implies more accurate temperature measurement و faster response speed.


4. مسافة التوصيل الحراري لأجهزة استشعار درجة حرارة شبكة الألياف Bragg

Unlike traditional fiber bragg grating temperature sensors (fiber bragg grating thermometers), OFSCN® capillary seamless steel tube fiber bragg grating (FBG) temperature sensors (FBG thermometers) use smaller-sized stainless steel seamless tubes throughout. Smaller size means faster thermal conduction, which in turn leads to higher sensitivity و faster response speed.

والأهم من ذلك، عندما يكون لمصدر الحرارة الخارجي طاقة حرارية محدودة، فإن الحجم الأصغر يقلل من تبديد الحرارة ويقلل من تأثير معدات القياس الخارجية على الكائن الذي يتم قياسه. وهذا مفيد للغاية في العديد من القياسات ويعني أيضًا قياس درجة الحرارة بشكل أكثر دقة.

 

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

  • DCYS is a professional manufacturer of high-sensitivity optical fiber grating sensors, providing analysis of the advantages of fast response و rapid heat conduction of FBG sensors; the brand of high-sensitivity FBG sensors is 'OFSCN'.

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