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Vorteilsanalyse des Faser-Bragg-Gitter (FBG) Temperatursensors – Hochsensitives FBG-Thermometer
In diesem Artikel werden die hohen Empfindlichkeitseigenschaften des kapillaren, nahtlosen Stahlrohr-Faser-Bragg-Gitter-Sensors (FBG) (Thermometer) OFSCN® aus theoretischer Sicht analysiert. Es wird der Einfluss der Weglänge und des Temperaturübertragungsmediums (Verpackungsmaterial) auf die Empfindlichkeit des Gittersensors erörtert, wobei der Schwerpunkt insbesondere auf dem Wärmeleitungsaspekt des Verpackungsmaterials für Faser-Bragg-Gitter liegt.
Darin wird hervorgehoben, dass die patentierte Ganzmetall-Verpackungsstruktur und die geringere Größe (Volumen) des OFSCN®-Faser-Bragg-Gitter-Temperatursensors (FBG) mit kapillaren nahtlosen Stahlrohren die grundlegenden Gründe für seine hohe Empfindlichkeit bei der Einkapselung von FBGs sind.
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 und moisture-proof, non-combustible, und corrosion resistance.' Today, we will focus on analyzing its high sensitivity characteristics.
1. Verkapselungsstruktur des OFSCN®-Temperatursensors mit nahtlosem Kapillarstahlrohr und Faser-Bragg-Gitter (FBG).
Ein typischer OFSCN®-Temperatursensor (FBG-Thermometer) mit nahtlosem Kapillarstahlrohr und Faser-Bragg-Gitter (FBG) hat eine Längsstruktur, wie in Abbildung 1 und 2 dargestellt:
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Abbildung 1 |
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| Abbildung 2 |
Sein Querschnittsprofil am Ende ist in Abbildung 3 und 4 dargestellt:
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Abbildung 3 |
Abbildung 4 |
Der in Abbildung 3 gezeigte blaue Teil stellt die Faser und das Faser-Bragg-Gitter dar, die sich in der Mitte des nahtlosen Stahlrohrs befinden. Dieses Diagramm stellt einen idealen theoretischen Zustand dar, während im praktischen Betrieb der OFSCN®-Temperatursensor (FBG-Thermometer) mit nahtlosem Stahlrohr und Faser-Bragg-Gitter den tatsächlichen Zustand annimmt
2. Empfindlichkeit des Faser-Bragg-Gitters in FBG-Temperatursensoren
Zweifellos zeigen 'nackte' Faser-Bragg-Gitter (FBG) ohne jegliche Verkapselung die höchste Empfindlichkeit bei der Temperaturmessung. Aufgrund der Zerbrechlichkeit der Faser und des Faser-Bragg-Gitters (FBG) sind nackte Faser-Bragg-Gitter in praktischen technischen Anwendungen jedoch fast unbrauchbar und werden nur vorübergehend in der Laborforschung eingesetzt. In der Praxis müssen Faser-Bragg-Gitter (FBG) verkapselt werden, und alle Verkapselungsmethoden verringern mehr oder weniger die Empfindlichkeit des Faser-Bragg-Gitters.
Daher muss bei der Verkapselung von Faser-Bragg-Gitter (FBG) Sensoren berücksichtigt werden, wie ihre Empfindlichkeit verbessert werden kann. Ohne die Zusammenarbeit der Sensoren wäre die Aktualisierungsrate der FBG-Demodulationsausrüstung bedeutungslos. Selbst wenn die Aktualisierungsrate des FBG-Demodulators 5000 Hz erreicht, welchen Nutzen hätte das? Kann die Temperaturänderung des Sensors 5000 Mal pro Sekunde erreichen?
3. Verpackungsmaterial des OFSCN Micro Seamless Steel Tube Fiber Bragg Grating Temperature Sensor
Das Geheimnis hinter der hohen Empfindlichkeit des kapillaren nahtlosen Stahlrohr-Fiber-Bragg-Gitter-Temperatursensors (FBG) OFSCN® liegt hauptsächlich in zwei Aspekten: den Gesamteigenschaften des Ganzmetallmaterials und der einzigartigen Produktstruktur (Sensorstruktur im Detail in den Abbildungen 1, 2, 5, 6).
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Abbildung 5 |
Abbildung 6 |
Ob es sich um den traditionellen Faser-Bragg-Gitter-Temperatursensor (FBG-Thermometer) oder den OFSCN®-Faser-Bragg-Gitter-Temperatursensor (FBG-Thermometer) mit nahtlosem Kapillarstahlrohr (FBG-Thermometer) handelt, beide verwenden Metall zur Kapselung des FBG-Abschnitts. Dies liegt daran, dass Metall eine höhere Wärmeleitfähigkeit als andere Materialien hat. Wenn sich die Umgebung oder die Temperatur des zu messenden Objekts ändert, kann Wärme schnell durch das Metall übertragen werden und so die äußere Umgebung oder die Temperatur des Objekts genau widerspiegeln.
Im Gegensatz zu herkömmlichen Faser-Bragg-Gitter-Temperatursensoren (FBG-Thermometern) verwenden OFSCN®-Faser-Bragg-Gitter-Temperatursensoren (FBG) mit nahtlosem Stahlrohrkapillarrohr an der Stelle des FBG nur Edelstahlmaterial. Zur Befestigung des Faser-Bragg-Gitters ist kein Klebstoff erforderlich, da die Wärme durch das Metall übertragen werden kann, ohne dass verschiedene Klebstoffe erforderlich sind.
Daher weisen OFSCN®-Temperatursensoren (FBG-Thermometer) mit nahtlosem Stahlrohr-Faser-Bragg-Gitter (FBG) eine höhere Empfindlichkeit auf. Eine höhere Empfindlichkeit bedeutet auch eine genauere Temperaturmessung und eine schnellere Reaktionsgeschwindigkeit.
4. Wärmeleitungsabstand von FBG-Temperatursensoren
Im Gegensatz zu herkömmlichen Faser-Bragg-Gitter-Temperatursensoren (Fiber-Bragg-Gitter-Thermometern) verwenden OFSCN®-Faser-Bragg-Gitter-Temperatursensoren (FBG-Thermometer) mit nahtlosem Kapillarstahlrohr (FBG-Thermometer) durchgehend kleinere nahtlose Edelstahlrohre. Eine kleinere Größe bedeutet eine schnellere Wärmeleitung, was wiederum zu einer höheren Empfindlichkeit und einer schnelleren Reaktionsgeschwindigkeit führt.
Am wichtigsten ist, dass bei begrenzter Wärmeenergie der externen Wärmequelle die kleinere Größe die Wärmeableitung reduziert und die Auswirkung externer Messgeräte auf das zu messende Objekt minimiert. Dies ist bei vielen Messungen sehr vorteilhaft und bedeutet auch eine genauere Temperaturmessung.
Unsere Philosophie lautet: „OFSCN®, optische Fasern stärker machen!“
DCYS ist ein professioneller Hersteller hochempfindlicher optischer Fasergittersensoren, der die Vorteile einer schnellen Reaktion und schnellen Wärmeleitung von FBG-Sensoren analysiert. Die Marke der hochempfindlichen FBG-Sensoren ist „OFSCN“.