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Accuratezza dei Sensori di Temperatura a Reticolo di Bragg su Fibra - Temperatura Minima Rilevabile dai Termometri FBG - Risoluzione della Temperatura

Questo articolo spiega il concetto di risoluzione della temperatura (precisione della temperatura) dei sensori FBG da una prospettiva di sensibilità. Si riferisce al cambiamento minimo di temperatura che i sensori FBG possono misurare quando utilizzati con apparecchiature di demodulazione. Questi dati determinano la precisione minima dei sensori di temperatura FBG (che è correlata all'imballaggio dei sensori e alla precisione di demodulazione del demodulatore FBG).

Additionally, it introduces the minimum resolvable temperature values of two types of OFSCN® Capillary Seamless Steel Tube Fiber Bragg Grating Sensors under conventional FBG demodulator conditions.

 

1. Concetto di Sensibilità alla Temperatura dei Sensori di Temperatura a Reticolo di Bragg in Fibra

La sensibilità alla temperatura dei sensori di temperatura FBG è a volte indicata come risoluzione, precisione o sensibilità alla temperatura dei sensori.

In particolare, nelle stesse condizioni del demodulatore FBG, la sensibilità alla temperatura (risoluzione, precisione) di ogni sensore di temperatura FBG è diversa. Questi dati sono determinati principalmente dalla lunghezza d'onda di riflessione del FBG e dalle caratteristiche intrinseche del vetro della fibra. A volte, è anche correlato al metodo di confezionamento del sensore, poiché diversi metodi di confezionamento possono migliorare o ridurre la sensibilità dei FBG.

Diagramma fisico del sensore di temperatura FBG con tubo capillare in acciaio senza saldatura OFSCN® (single-ended)
Figura 1
Diagramma fisico del sensore di temperatura/deformazione/stress FBG con tubo capillare in acciaio senza saldatura OFSCN® (parte di esso)
Figura 2

 

2. Temperature Sensitivity (Testing Accuracy) of OFSCN® Capillary Seamless Steel Tube Fiber Bragg Grating Temperature Sensors

 

For the commonly used single-ended OFSCN® Capillary Seamless Steel Tube FBG Temperature Sensors by DCYS (refer to Figura 1 and Figure 2), around the 1550nm wavelength, the sensitivity (resolution) of the FBG temperature sensors is approximately 11 picometers per Celsius degree (refer to Figure 3).

In altre parole, quando la temperatura dell'oggetto misurato o dell'ambiente cambia di 0,1 gradi Celsius, la lunghezza d'onda di riflessione del sensore di temperatura FBG cambia di 1 picometro. Pertanto, possiamo dire che la sensibilità (risoluzione della temperatura) del sensore di temperatura FBG è di 0,1 gradi Celsius.

Diagramma di calibrazione della lunghezza d'onda e della temperatura per il sensore di temperatura FBG con tubo capillare in acciaio senza saldatura OFSCN® da 100°C

Figura 3

3. Sensibilità alla Temperatura (Precisione di Test) dei Sensori di Temperatura a Reticolo di Bragg in Fibra Migliorati

 

For the OFSCN® Capillary Seamless Steel Tube FBG Sensors (which can function as temperature sensors, stress sensors, or strain sensors), with the double-ended fixation of the FBG, the sensors reflect the material characteristics of the stainless steel seamless tube. Due to the higher thermal expansion coefficient of stainless steel compared to glass fibers, this packaging structure enhances the sensitivity of the FBG temperature sensors.

Diagramma fisico del sensore di temperatura/deformazione/stress FBG per tubo capillare in acciaio senza saldatura OFSCN® (a doppia estremità, può essere collegato in serie)

Figura 4

Allo stesso modo, intorno alla banda C a 1550 nm, la sensibilità (risoluzione della temperatura) dei sensori di temperatura FBG è di circa 28 picometri per grado Celsius (fare riferimento all'Immagine 5). In altre parole, quando la temperatura dell'oggetto misurato o dell'ambiente cambia di 0,035 gradi Celsius, la lunghezza d'onda di riflessione del sensore di temperatura FBG cambia di 1 picometro. Pertanto, possiamo dire che la sensibilità (risoluzione della temperatura) del sensore di temperatura FBG è di 0,035 gradi Celsius.

 

Diagramma di calibrazione della lunghezza d'onda e della temperatura per il sensore di temperatura/deformazione/stress FBG per tubo capillare in acciaio senza saldatura OFSCN® (a doppia estremità)

Figura 5

 

It should be further emphasized that the mentioned OFSCN® Capillary Seamless Steel Tube FBG Temperature Sensors (single-ended or double-ended) have temperature sensitivities (resolution, accuracy) of 0.1 degrees Celsius e 0.035 degrees Celsius. This statement is more related to, or limited by, the FBG demodulator rather than the sensors themselves.

Se viene utilizzato un demodulatore con una risoluzione più elevata, in grado di rilevare cambiamenti di lunghezza d'onda inferiori ai picometri, la sensibilità o la risoluzione dei sensori di temperatura FBG qui definiti aumenterebbe di conseguenza. Ad esempio, se il tuo demodulatore FBG può rilevare un cambiamento di lunghezza d'onda di 0,1 picometri, la sensibilità alla temperatura (risoluzione, precisione) dei due sensori FBG menzionati diventerebbe 0,01 gradi Celsius e 0,0035 gradi Celsius.

 

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

 

  • DCYS is a professional manufacturer of high-precision fiber bragg grating temperature sensors, providing information on FBG temperature sensor accuracy, minimum temperature resolution, and Vantaggi dei Sensori FBG; the brand of high-precision FBG sensors is 'OFSCN'.

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