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

Dieser Artikel analysiert theoretisch die Signalübertragungsentfernung von FBG-Sensoren in Kommunikationsnetzwerken, wobei der Schwerpunkt auf der Frage „Überwachungsentfernung und Übertragungsentfernung bei der Umsetzung einer Fernüberwachung mit FBG-Sensoren“ liegt. Es enthält auch einige physikalische Diagramme von OFSCN®-Faser-Bragg-Gitter-Sensoren mit nahtlosem Kapillarstahlrohr.

1. Analyse der Signalkommunikationsdistanz für Faser-Bragg-Gitter-Sensor

Bei einem FBG-Sensorsystem, bei dem das Wellenlängensignal demoduliert wurde, ist der FBG-Demodulator direkt über optische, elektrische oder sogar drahtlose Schnittstellen mit dem Kommunikationsnetzwerk verbunden. An diesem Punkt gibt es kein Konzept der Übertragungsdistanz, da die bekannten Wellenlängeninformationen und regulären Kommunikationsinformationen nicht unterscheidbar sind. Daher können die Sensorinformationen über das Netzwerksystem mit dem FBG-Demodulator remote abgerufen werden.

Abbildung 1

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

Bei einem internen FBG-Sensorsystem, bei dem sich FBG-Demodulator und FBG-Sensor nicht am selben Ort befinden, aber im selben Netzwerk verbunden sind, wird die maximale Übertragungsdistanz durch mehrere Faktoren beeinflusst:

a. Übertragungsdistanz des Glasfaserkommunikationssystems:

Aufgrund der minimalen Distanzdämpfung in Glasfaserkommunikationssystemen können FBG-Sensorsignale in traditionellen G.652-Serien-Glasfasern ohne Relais über Distanzen von 80 bis 120 Kilometern übertragen werden.

Bei den in den letzten Jahren verwendeten neueren G.654-Serien-Glasfasern kann die Übertragungsdistanz ohne Relais mehrere hundert Kilometer erreichen.

Abbildung 2

b. Die maximale Übertragungsdistanz hängt auch von der verwendeten faseroptischen Gitterdemodulationsausrüstung ab:

Der FBG-Demodulator muss in der Lage sein, ein ausreichend starkes optisches Signal auszusenden und ein schwaches optisches Signal zu empfangen. Daher ist es vorzuziehen, FBG-Sensoren mit einem Reflexionsvermögen von über 90 % zu verwenden (OFSCN®-Faser-Bragg-Gitter-Sensoren mit nahtlosem Kapillarstahlrohr haben ein Reflexionsvermögen von nahezu 100 %).

Abbildung 3

3. Bei der Langstrecken-Signalübertragung muss auch die optische Signaldispersion berücksichtigt werden:

Nach einer Langstreckenübertragung können optische Signale Dispersion erfahren, was zu Wellenlängendrift führt und die Genauigkeit von Messungen (einschließlich, aber nicht beschränkt auf Temperatur, Spannung und Dehnung) beeinträchtigen kann.

Abbildung 4	Abbildung 5

Unter Berücksichtigung dieser Faktoren glauben wir, dass in Szenarien, in denen FBG-Demodulator und FBG-Sensor physisch getrennt, aber im selben Übertragungsnetzwerk verbunden sind, unter Annahme eines normal funktionierenden Übertragungsnetzwerks und eines leistungsstarken FBG-Demodulators, das Sensorsignal des FBG-Sensors über Distanzen von 80 bis 120 Kilometern übertragen werden kann. Die Genauigkeit des Wellenlängensignals ist jedoch unbekannt.

Es ist anzumerken, dass wir noch keine Kundenanwendung kennengelernt haben, die eine Übertragung von FBG-Sensorsignalen über große Entfernungen erfordert. Dafür wäre ein außergewöhnlich langer FBG-Sensor oder eine speziell entwickelte Struktur für das FBG-Sensornetzwerk (eine Kombination aus Kommunikationsnetzwerken und IoT-basierten FBG-Sensornetzwerken) erforderlich. In praktischen Experimenten hat DCYS die Verifizierung auf Kilometerebene ohne Probleme durchgeführt. Wenn Sie Erfahrung mit Anwendungen über längere Distanzen haben, können Sie uns gerne kontaktieren und weiter besprechen, da die Theorie nur durch praktische Anwendungen überprüft werden kann.

Unsere Philosophie lautet: „OFSCN®, optische Fasern stärker machen!“