Encyclopédie de la technologie de détection à réseaux de Bragg (FBG) - FAQ FBG - FAQ Capteur FBG - FAQ Démodulateur FBG - Analyse des problèmes d'application courants FBG

This article introduces the concept of Capteurs FBG distribués (also known as quasi-Capteurs FBG distribués, FBG string/array sensor, array FBG sensors, or multi-point FBG thermometers) and answers the question, 'How many FBG can be integrated into a distributed FBG temperature sensor?' It also introduces the capability of OFSCN® Capillary Seamless Steel Tube FBG Sensors to encapsulate FBG arrays (FBGs) for multi-point temperature measurements and provides actual product images and measurement results.

1. Concept des capteurs FBG distribués et nombre de FBG (Capteurs FBG distribués)

Un capteur en chaîne/réseau FBG consiste à graver plusieurs FBG avec différentes longueurs d'onde sur une fibre optique pour former une chaîne/un réseau FBG, et à l'encapsuler pour en faire un capteur FBG. Le capteur en chaîne/réseau FBG est également appelé Capteurs FBG distribués, Capteurs FBG quasi-distribués et Thermomètres FBG multipoints.

A FBG string/array sensor allows simultaneous measurements of multiple points et parameters using a single sensor.

En théorie, il est possible de graver un nombre infini de FBG sur une seule fibre optique ; il suffit que chaque FBG ait une longueur d'onde de Bragg différente.

Figure 1	Figure 2

Cependant, en pratique, il existe des limitations dues à la source lumineuse à large bande et au module de détection récepteur du démodulateur FBG. La plage de longueurs d'onde est limitée. De plus, la longueur d'onde du FBG changera avec la température et la déformation. Il est donc nécessaire de s'assurer qu'il n'y a pas de chevauchement entre les longueurs d'onde des FBG. Cela permet au démodulateur FBG de distinguer les différents FBG en fonction de leurs longueurs d'onde de réflexion respectives.

Un autre facteur qui affecte le nombre de FBG est la puissance disponible lors de la réception des FBG réfléchis. Cela dépend de la puissance de transmission du démodulateur, des pertes le long du chemin (y compris les pertes par courbure, les pertes de connecteurs, les pertes de jonction et les pertes dues à la longueur de la fibre), et de la réflectivité des FBG.

Par conséquent, plusieurs facteurs influencent le nombre de FBG pouvant être utilisés. Généralement, pour la bande C couramment utilisée, il est recommandé de n'utiliser pas plus de 20 FBG sur un seul capteur FBG distribué (il est nécessaire d'analyser différentes applications).

Figure 3

2. Capteurs à réseaux de Bragg (FBG) quasi-distribués et diagramme physique des chaînes/réseaux FBG (Capteurs en chaîne/réseau FBG)

OFSCN® has extensive experience in packaging FBG arrays and can provide customers with Capteurs FBG distribués (also known as quasi-Capteurs FBG distribués). An example is shown in the figures below (Figure 4 and 5), where eight FBGs with different wavelengths are inscribed on a short length of optical fiber, enabling simultaneous measurements of eight points.

Figure 4

Figure 5 (L'image ci-dessus montre la distribution des longueurs d'onde d'une fibre optique avec un réseau FBG à huit longueurs d'onde différentes, mesurée à l'aide d'un analyseur de spectre optique.)

Figure 6

3. Qu'est-ce qu'un réseau FBG

Un 'réseau FBG' désigne un réseau de réseaux de Bragg (FBG) à fibre optique. Le FBG est une technologie de capteur à fibre optique qui utilise la structure de réseau au sein de la fibre optique pour mesurer des grandeurs physiques telles que la déformation, la température, le déplacement, la force, la vibration, et plus encore.

An FBG array represents a configuration where multiple FBG measurement points are distributed or arranged on one or multiple optical fibers. This can form a single-fiber OFSCN (Optical Frequency Scanning) FBG sensor with multiple measurement points or a multi-fiber OFSCN FBG sensor with multiple measurement points on each fiber.

By deploying the aforementioned OFSCN FBG sensors at various positions, an FBG array allows simultaneous monitoring of multiple measurement points, providing comprehensive three-dimensional environmental information on the OFSCN FBG demodulator software platform.

Les applications des réseaux FBG sont diverses, particulièrement dans le domaine de la surveillance structurelle. Par exemple, le déploiement d'un réseau FBG sur des ponts ou des bâtiments permet une surveillance en temps réel des déformations structurelles, des contraintes et des vibrations. De plus, les réseaux FBG trouvent leur utilité dans des domaines tels que les pipelines pétroliers et gaziers, les pales d'éoliennes, etc., permettant des mesures de haute précision en plusieurs points dans des environnements complexes.

En résumé, un réseau FBG, intégrant plusieurs capteurs FBG distribués à différentes positions, offre une solution de détection par fibre optique flexible et de haute précision, adaptée à divers scénarios d'application.

The concept of an FBG array integrates Fiber Bragg Grating, FBG sensors, et the OFSCN FBG demodulator software platform.

4. Qu'est-ce qu'un réseau de capteurs FBG, et quelles sont les différences avec un réseau FBG

Les termes 'réseau de capteurs FBG' et 'réseau FBG' mettent l'accent sur des aspects légèrement différents.Réseau de capteurs FBG :

• Définition : Un réseau de capteurs FBG fait référence à la distribution ou à l'agencement de plusieurs capteurs FBG dans une zone donnée, pouvant se trouver sur un ou plusieurs capteurs à réseaux de Bragg (FBG).
• Caractéristiques : Ce terme met l'accent sur la configuration multiple des capteurs FBG, couvrant la disposition générale de plusieurs capteurs à réseau, et ne se concentrant pas uniquement sur un seul capteur à réseau de Bragg (FBG).

Réseau FBG :

• Définition : Un réseau FBG fait généralement référence à la configuration de plusieurs points de mesure FBG sur une ou plusieurs fibres, formant une structure de réseau.
• Caractéristiques : Ce terme met l'accent sur la nature en réseau des FBG, englobant plusieurs points de mesure à réseaux de Bragg (FBG) sur une seule fibre ou sur plusieurs fibres.

En pratique, ces deux termes sont souvent interchangeables car ils désignent tous deux l'agencement de plusieurs points de mesure FBG dans une zone pour réaliser une mesure ou une surveillance multipoint. Par conséquent, la différence entre eux se reflète principalement dans l'accent mis sur le fait que les FBG sont mis en évidence individuellement ou non. Dans certains contextes, 'réseau FBG' peut mettre l'accent sur la structure et la configuration globales de l'ensemble du réseau, tandis que 'réseau de capteurs FBG' peut mettre davantage l'accent sur la disposition des capteurs individuels.

5. Use the OFSCN FBG demodulator to graphically display the fiber grating sensing array (multi-point fiber Bragg grating sensor/Capteurs FBG en chaîne/réseau) pour réaliser une mesure distribuée

You can use the OFSCN fiber Bragg grating demodulator to graphically display the fiber Bragg grating sensing array to achieve distributed measurement. Here are some examples(taking temperature measurement as an example):

A, The temperature measurement plane formed by multiple OFSCN FBG temperature sensors with multiple measuring points is shown as follows:

B, Le diagramme de mesure de température tridimensionnel formé par plusieurs capteurs de température à réseaux de Bragg (FBG) à fibre optique avec plusieurs points de mesure est présenté comme suit :

C, In the OFSCN Fiber Bragg Grating Interrogator, you can also map these fiber Bragg grating sensing measuring point arrays to the real world by uploading photos:

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