مميز

المراقبة والنقل لمسافات طويلة لإشارات استشعار شبكة براغ الليفية (FBG) - مسافة إرسال مستشعر شبكة براغ الليفية

This article theoretically analyzes the signal transmission distance of FBG sensors in communication networks, with a focus on the question of 'the monitoring distance و transmission distance when implementing long-distance monitoring with FBG sensors.' It also provides some physical diagrams of OFSCN® capillary seamless steel tube fiber bragg grating sensors .

1. تحليل مسافة اتصال الإشارة لمستشعر شبكة براغ الليفية

لنظام استشعار FBG الذي تم فيه فك تشكيل إشارة الطول الموجي، يتم توصيل مزيل تشكيل FBG مباشرة بشبكة الاتصال عبر واجهات بصرية أو كهربائية أو حتى لاسلكية. في هذه المرحلة، لا يوجد مفهوم لمسافة الإرسال حيث أن معلومات الطول الموجي المعروفة ومعلومات الاتصال العادية لا يمكن تمييزها. لذلك، يمكن الوصول إلى معلومات الاستشعار عن بعد من خلال نظام الشبكة باستخدام مزيل تشكيل FBG.

 

مخطط هيكلي لمستشعر درجة الحرارة FBG لأنبوب الصلب غير الملحوم OFSCN® (النوع 01، سلسلة/صفيف FBG بالداخل)

الشكل 1


2. Analysis of Signal Sensing Distance for FBG Sensor  - Factors Affecting Distance

بالنسبة لنظام استشعار FBG داخلي حيث لا يتواجد مزيل تشكيل FBG ومستشعر FBG في نفس الموقع ولكن يتم توصيلهما ضمن نفس الشبكة، تتأثر أقصى مسافة إرسال بعدة عوامل:

أ. مسافة الإرسال من نظام الاتصالات بالألياف الضوئية:

نظرًا للحد الأدنى من توهين المسافة في أنظمة الاتصالات بالألياف الضوئية، يمكن إرسال إشارات مستشعر FBG بدون تتابع لمسافات تتراوح من 80 إلى 120 كيلومترًا في الألياف الضوئية التقليدية من سلسلة G.652.

بالنسبة للألياف الضوئية الأحدث من سلسلة G.654 المستخدمة في السنوات الأخيرة، يمكن أن تصل مسافة الإرسال بدون تتابع إلى عدة مئات من الكيلومترات.

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

الشكل 2

ب. تعتمد أقصى مسافة إرسال أيضًا على معدات فك تشكيل شبكة الألياف الضوئية المستخدمة:

The FBG demodulator must be able to emit a sufficiently strong optical signal و receive a weak optical signal. Therefore, it is preferable to use FBG sensors with reflectivity above 90% (OFSCN® capillary seamless steel tube fiber bragg grating sensors have a reflectivity close to 100%).

 

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

الشكل 3

3. يحتاج إرسال الإشارات لمسافات طويلة أيضًا إلى مراعاة تشتت الإشارة الضوئية:

بعد الإرسال لمسافات طويلة، يمكن أن تتعرض الإشارات الضوئية للتشتت، مما يؤدي إلى انجراف الطول الموجي، والذي يمكن أن يؤثر على دقة القياسات (بما في ذلك، على سبيل المثال لا الحصر، درجة الحرارة والإجهاد والانفعال).

 

الهيكل الرئيسي لمستشعر FBG للأنبوب الفولاذي غير الملحوم OFSCN® الطرف الخلفي لمستشعر FBG للأنبوب الفولاذي غير الملحوم OFSCN®

الشكل 4

الشكل 5

مع الأخذ في الاعتبار هذه العوامل، نعتقد أنه في السيناريوهات التي يكون فيها مزيل تشكيل FBG ومستشعر FBG منفصلين ماديًا ولكنهما متصلان ضمن نفس شبكة الإرسال، بافتراض أن شبكة الإرسال تعمل بشكل طبيعي وأن مزيل تشكيل FBG قوي، يجب أن تكون إشارة استشعار مستشعر FBG قادرة على الإرسال لمسافات تتراوح من 80 إلى 120 كيلومترًا. ومع ذلك، فإن دقة إشارة الطول الموجي غير معروفة.

It should be noted that we have not yet encountered a customer application that requires such long-distance transmission of FBG sensor signals. It would require an exceptionally long FBG sensor or a specially designed structure for the FBG sensor network (a combination of communication networks and IoT-based FBG sensor networks). In practical experiments, DCYS has conducted verification at the kilometer level without issues. If you have experience with longer-distance applications, please feel free to اتصل بنا and discuss further, as practical applications are the only way to verify theory.

 

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

 

  • DCYS is a professional long-distance fiber bragg grating sensor manufacturer, providing kilometers-level long-distance FBG sensors, how far the FBG sensing signal can penetrate, و the coverage of the FBG sensor network; The FBG sensor brand for long-distance is 'OFSCN'.

💬 OFSCN Official Knowledge Base
🌐 يدعم إدخال لغات متعددة | الردود الفنية باللغة الإنجليزية فقط