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Surveillance et transmission à longue distance des signaux de détection à réseaux de Bragg sur fibre (FBG) - Distance de transmission des capteurs à réseaux de Bragg sur fibre

This article theoretically analyzes the signal transmission distance of FBG sensors in communication networks, with a focus on the question of 'the monitoring distance et 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. Analyse de la distance de communication du signal pour les capteurs à réseaux de Bragg sur fibre

Pour un système de détection FBG où le signal de longueur d'onde a été démodulé, le démodulateur FBG est directement connecté au réseau de communication via des interfaces optiques, électriques ou même sans fil. À ce stade, il n'y a pas de concept de distance de transmission car les informations de longueur d'onde connues et les informations de communication régulières sont indiscernables. Par conséquent, les informations de détection peuvent être consultées à distance via le système réseau à l'aide du démodulateur FBG.

 

Schéma de structure du capteur de température FBG à tube capillaire en acier sans soudure OFSCN® (type 01, chaîne/réseau FBG à l'intérieur)

Figure 1


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

Pour un système de détection FBG interne où le démodulateur FBG et le capteur FBG ne sont pas au même endroit mais connectés au sein du même réseau, la distance de transmission maximale est influencée par plusieurs facteurs :

a. Distance de transmission depuis le système de communication par fibre optique :

En raison de l'atténuation minimale de la distance dans les systèmes de communication par fibre optique, les signaux des capteurs FBG peuvent être transmis sans relais sur des distances de 80 à 120 kilomètres dans les fibres optiques traditionnelles de la série G.652.

Pour les fibres optiques plus récentes de la série G.654 utilisées ces dernières années, la distance de transmission sans relais peut atteindre plusieurs centaines de kilomètres.

Schéma physique du capteur de température/déformation/contrainte FBG à tube capillaire en acier sans soudure OFSCN® (en partie)

Figure 2

b. La distance de transmission maximale dépend également de l'équipement de démodulation de réseau de Bragg sur fibre optique utilisé :

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

 

Schéma physique du capteur de température FBG à tube capillaire en acier sans soudure OFSCN®

Figure 3

3. La transmission de signaux sur de longues distances doit également tenir compte de la dispersion du signal optique :

Après une transmission sur de longues distances, les signaux optiques peuvent subir une dispersion, entraînant une dérive de la longueur d'onde, ce qui peut affecter la précision des mesures (y compris, mais sans s'y limiter, la température, la contrainte et la déformation).

 

Structure principale du capteur FBG à tube capillaire en acier sans soudure OFSCN® Extrémité arrière du capteur FBG à tube capillaire en acier sans soudure OFSCN®

Figure 4

Figure 5

Compte tenu de ces facteurs, nous pensons que dans les scénarios où le démodulateur FBG et le capteur FBG sont physiquement séparés mais connectés au sein du même réseau de transmission, en supposant que le réseau de transmission fonctionne normalement et que le démodulateur FBG est puissant, le signal de détection du capteur FBG devrait être capable de transmettre sur des distances de 80 à 120 kilomètres. Cependant, la précision du signal de longueur d'onde est inconnue.

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 Contactez-nous 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, et the coverage of the FBG sensor network; The FBG sensor brand for long-distance is 'OFSCN'.

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