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Monitoreo y Transmisión a Larga Distancia de Señales de Detección de Rejilla de Bragg de Fibra (FBG) - Distancia de Transmisión del Sensor de Rejilla de Bragg de Fibra

This article theoretically analyzes the signal transmission distance of FBG sensors in communication networks, with a focus on the question of 'the monitoring distance y 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. Análisis de la Distancia de Comunicación de la Señal para el Sensor de Rejilla de Bragg de Fibra

Para un sistema de detección FBG en el que se ha demodulado la señal de longitud de onda, el demodulador FBG se conecta directamente a la red de comunicación a través de interfaces ópticas, eléctricas o incluso inalámbricas. En este punto, no existe el concepto de distancia de transmisión, ya que la información de longitud de onda conocida y la información de comunicación regular son indistinguibles. Por lo tanto, la información de detección se puede acceder de forma remota a través del sistema de red utilizando el demodulador FBG.

 

Diagrama de estructura del sensor de temperatura FBG de tubo capilar de acero sin costura OFSCN® (tipo 01, cadena/conjunto de FBG en el interior)

Figura 1


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

Para un sistema de detección FBG interno donde el demodulador FBG y el sensor FBG no están en la misma ubicación pero conectados dentro de la misma red, la distancia máxima de transmisión está influenciada por varios factores:

a. Distancia de transmisión desde el sistema de comunicación de fibra óptica:

Debido a la mínima atenuación de la distancia en los sistemas de comunicación de fibra óptica, las señales de los sensores FBG pueden transmitirse sin retransmisión a distancias de 80 a 120 kilómetros en fibras ópticas tradicionales de la serie G.652.

Para las fibras ópticas de la nueva serie G.654 utilizadas en los últimos años, la distancia de transmisión sin retransmisión puede alcanzar varios cientos de kilómetros.

Diagrama físico del sensor de temperatura/deformación/esfuerzo FBG de tubo capilar de acero sin costura OFSCN® (parte del mismo)

Figura 2

b. La distancia máxima de transmisión también depende del equipo de demodulación de rejilla de fibra óptica utilizado:

The FBG demodulator must be able to emit a sufficiently strong optical signal y 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%).

 

Diagrama físico del sensor de temperatura FBG de tubo capilar de acero sin costura OFSCN®

Figura 3

3. La transmisión de señales a larga distancia también debe considerar la dispersión de la señal óptica:

Después de una transmisión a larga distancia, las señales ópticas pueden experimentar dispersión, lo que lleva a la deriva de la longitud de onda, lo que puede afectar la precisión de las mediciones (incluyendo, entre otros, temperatura, estrés y deformación).

 

Estructura principal del sensor FBG de tubo capilar de acero sin costura OFSCN® Extremo posterior del sensor FBG de tubo capilar de acero sin costura OFSCN®

Figura 4

Figura 5

Teniendo en cuenta estos factores, creemos que en escenarios donde el demodulador FBG y el sensor FBG están físicamente separados pero conectados dentro de la misma red de transmisión, asumiendo que la red de transmisión funciona normalmente y el demodulador FBG es potente, la señal de detección del sensor FBG debería poder transmitirse a distancias de 80 a 120 kilómetros. Sin embargo, se desconoce la precisión de la señal de longitud de onda.

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 Contáctenos 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, y the coverage of the FBG sensor network; The FBG sensor brand for long-distance is 'OFSCN'.

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