Enzyklopädie der Faser-Bragg-Gitter-Sensortechnologie - FBG FAQ - FBG Sensor FAQ - FBG Demodulator FAQ - Analyse häufiger Anwendungsprobleme von FBG

Dieser Artikel erläutert das Konzept der Temperaturauflösung (Temperaturgenauigkeit) von FBG-Sensoren aus einer Empfindlichkeitsperspektive. Es bezieht sich auf die minimale Temperaturänderung, die FBG-Sensoren in Verbindung mit Demodulationsgeräten messen können. Diese Daten bestimmen die minimale Genauigkeit von FBG-Temperatursensoren (die mit der Verpackung der Sensoren und der Demodulationsgenauigkeit des FBG-Demodulators zusammenhängt).

Additionally, it introduces the minimum resolvable temperature values of two types of OFSCN® Capillary Seamless Steel Tube Fiber Bragg Grating Sensors under conventional FBG demodulator conditions.

1. Konzept der Temperaturempfindlichkeit von Faser-Bragg-Gitter-Temperatursensoren

Die Temperaturempfindlichkeit von FBG-Temperatursensoren wird manchmal als Auflösung, Genauigkeit oder Temperaturempfindlichkeit der Sensoren bezeichnet.

Insbesondere unter den gleichen Bedingungen des FBG-Demodulators ist die Temperaturempfindlichkeit (Auflösung, Genauigkeit) jedes FBG-Temperatursensors unterschiedlich. Diese Daten werden hauptsächlich durch die Reflexionswellenlänge des FBG und die intrinsischen Eigenschaften des Fasermaterials bestimmt. Manchmal hängt sie auch mit der Verpackungsmethode des Sensors zusammen, da verschiedene Verpackungsmethoden die Empfindlichkeit der FBGs erhöhen oder verringern können.

Abbildung 1

Abbildung 2

2. Temperature Sensitivity (Testing Accuracy) of OFSCN® Capillary Seamless Steel Tube Fiber Bragg Grating Temperature Sensors

For the commonly used single-ended OFSCN® Capillary Seamless Steel Tube FBG Temperature Sensors by DCYS (refer to Abbildung 1 and Figure 2), around the 1550nm wavelength, the sensitivity (resolution) of the FBG temperature sensors is approximately 11 picometers per Celsius degree (refer to Figure 3).

Mit anderen Worten: Wenn sich die Temperatur des Messobjekts oder der Umgebung um 0,1 Grad Celsius ändert, ändert sich die Reflexionswellenlänge des FBG-Temperatursensors um 1 Pikometer. Daher können wir sagen, dass die Empfindlichkeit (Temperaturauflösung) des FBG-Temperatursensors 0,1 Grad Celsius beträgt.

Abbildung 3

3. Temperaturempfindlichkeit (Testgenauigkeit) von verbesserten Faser-Bragg-Gitter-Temperatursensoren

For the OFSCN® Capillary Seamless Steel Tube FBG Sensors (which can function as temperature sensors, stress sensors, or strain sensors), with the double-ended fixation of the FBG, the sensors reflect the material characteristics of the stainless steel seamless tube. Due to the higher thermal expansion coefficient of stainless steel compared to glass fibers, this packaging structure enhances the sensitivity of the FBG temperature sensors.

Abbildung 4

Ähnlich beträgt die Empfindlichkeit (Temperaturauflösung) der FBG-Temperatursensoren im Bereich des 1550-nm-C-Bandes etwa 28 Pikometer pro Grad Celsius (siehe Abbildung 5). Mit anderen Worten: Wenn sich die Temperatur des Messobjekts oder der Umgebung um 0,035 Grad Celsius ändert, ändert sich die Reflexionswellenlänge des FBG-Temperatursensors um 1 Pikometer. Daher können wir sagen, dass die Empfindlichkeit (Temperaturauflösung) des FBG-Temperatursensors 0,035 Grad Celsius beträgt.

Abbildung 5

It should be further emphasized that the mentioned OFSCN® Capillary Seamless Steel Tube FBG Temperature Sensors (single-ended or double-ended) have temperature sensitivities (resolution, accuracy) of 0.1 degrees Celsius und 0.035 degrees Celsius. This statement is more related to, or limited by, the FBG demodulator rather than the sensors themselves.

Wenn ein Demodulator mit höherer Auflösung verwendet wird, der Wellenlängenänderungen unterhalb von Pikometern erkennen kann, würde die hier definierte Empfindlichkeit oder Auflösung der FBG-Temperatursensoren entsprechend zunehmen. Wenn Ihr FBG-Demodulator beispielsweise eine Wellenlängenänderung von 0,1 Pikometern erkennen kann, würde die Temperaturempfindlichkeit (Auflösung, Genauigkeit) der beiden genannten FBG-Sensoren 0,01 Grad Celsius und 0,0035 Grad Celsius betragen.

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