광섬유 브래그 격자 센싱 원리 - FBG 원리 - FBG 센서 원리 - FBG 온도 변형률 응력 진동 형상 센싱 원리
이 기사는 다음을 설명합니다. 광섬유 브래그 격자(FBG) 센서의 원리 '빛 파동의 반사와 간섭'이라는 기본 개념을 바탕으로, 다음을 포함합니다. 온도 측정, 응력 측정 및 변형률 측정의 원리 FBG를 사용합니다. 그런 다음 다음을 소개합니다. FBG 센서의 작동 원리 및 다음을 제공합니다. FBG 센서 원리의 개략도.
이 기사는 또한 다음을 논의합니다. FBG 온도 센서의 정확한 온도 측정 원리 및 정확한 FBG 온도계를 사용하여 다음을 수행하는 원리를 소개합니다. 온도를 보상합니다. ~의 FBG 응력 센서. 이 보상 원리는 다음에도 적용됩니다. FBG 변형률 센서, FBG 형상 센서, 기타 FBG 센서.
마지막으로 이 기사는 다음을 설명합니다. 차이점 ~사이의 광섬유 브래그 격자 센싱 기술 및 분산 광섬유 센싱 기술 원리 측면에서.
목차:
Ⅰ. 빛 파동의 반사와 간섭 원리 - 음파의 반사와 중첩 및 빛 파동의 반사와 중첩 간의 비유.
Ⅱ. 광섬유 브래그 격자는 무엇인가요? 광섬유 브래그 격자는 무엇을 할 수 있나요? 광섬유 브래그 격자의 원리 (FBG 광섬유 브래그 격자 원리).
Ⅲ. 광섬유 브래그 격자 센서는 무엇인가요? 광섬유 브래그 격자를 캡슐화해야 하는 이유는 무엇인가요? 광섬유 브래그 격자 센서의 작동 원리.
Ⅳ. 광섬유 브래그 격자 센서 원리 비디오, 광섬유 브래그 격자 원리 비디오.
Ⅴ. 광섬유 브래그 격자 온도 센서는 온도 측정에 정확한가요? 광섬유 브래그 격자 온도 센서(FBG 온도계)에 의한 정확한 온도 측정 원리.
Ⅵ. 광섬유 브래그 격자 응력 센서에 온도 보상이 필요한 이유는 무엇인가요? 정확한 측정을 위한 온도 보상 원리 (FBG 로드셀, FBG 압력 센서).
Ⅶ. 광섬유 브래그 격자 변형률 센서에 온도 보상이 필요한 이유는 무엇인가요? 정확한 측정을 위한 온도 보상 원리 (FBG 변형률 게이지).
Ⅷ. 광섬유 브래그 격자 센서, 분산 광섬유 센서 간의 차이점 및 연결점, 그리고 분산 광섬유 센싱 기술과의 원리적 차이점.
이 기사는 원리에 대한 포괄적인 설명을 제공합니다. 더 나은 이해를 위해 관심 있는 섹션에 집중하는 것이 좋습니다.
Ⅰ. 빛 파동의 반사와 간섭 원리 - 음파의 반사와 중첩 및 빛 파동의 반사와 중첩 간의 비유.
1. 광섬유 브래그 격자(FBG) 및 광섬유 브래그 격자 센서(FBG 센서)의 기본 원리를 이해하기 전에 빛 파동의 반사와 간섭 원리를 이해해야 하는 이유는 무엇인가요?
다음으로 들어가기 전에 광섬유 브래그 격자(FBG)의 기본 원리 및 광섬유 브래그 격자 센서(FBG 센서), 빛 파동의 반사와 간섭 개념을 파악하는 것이 중요합니다.
이는 다음의 가장 중요한 부분이 광섬유 브래그 격자 센서(FBG 센서) 반사된 파동의 특정 파장을 정확하게 감지하는 데 있기 때문입니다. 반사된 파동의 파장 변화를 분석함으로써 센서는 응력, 변형률 또는 온도와 같이 모니터링되는 물리량의 변화를 측정할 수 있습니다.
빛 파동은 고주파수 및 짧은 파장을 가지므로 일상생활에서 직접적으로 쉽게 관찰되지 않습니다. 이해를 돕기 위해 소리 파동을 빛 파동에 대한 비유로 사용할 것입니다. 하나는 가청이고 다른 하나는 비가청이지만 둘 다 파동입니다.
2. Echoes of sound waves, showing the principle of reflection 및 interference, apply the same characteristics to light waves.
일상생활에서 다음과 같은 상황을 경험했을 수 있습니다. 두 벽이나 두 산을 향해 소리치면 두 개 이상의 메아리(음파의 반사)를 듣게 됩니다. 위치를 조정하고 계속 소리치면 특정 위치(특정 조건 충족)에서 메아리가 하나의 메아리로 합쳐지는 것을 듣게 되며, 이동함에 따라 메아리의 강도가 달라질 수 있습니다.
큰 메아리는 여러 반사로부터의 양의 간섭(음파의 간섭)의 결과이며, 약한 메아리는 여러 반사로부터의 음의 간섭(음파의 간섭)으로 인해 발생합니다.
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마찬가지로 빛 파동도 음파처럼 더 작은 규모로 이러한 특성을 나타냅니다. 특정 조건(브래그 조건)이 충족되면 다음을 통과하는 빛 파동은 광섬유 브래그 격자 (FBG) 여러 반사를 경험하며, 이는 반사된 파동의 양의 간섭(간섭)으로 이어집니다.
3. Further reading:
광섬유 브래그 격자(FBG) 및 광섬유 브래그 격자 센서(FBG 센서)의 기본 원리 중 하나: 파동의 반사와 간섭.
광섬유 브래그 격자(FBG) 및 광섬유 브래그 격자 센서(FBG 센서)의 기본 원리 Ⅰ : 파동의 반사와 간섭.
Ⅱ. 광섬유 브래그 격자는 무엇인가요? 광섬유 브래그 격자는 무엇을 할 수 있나요? 광섬유 브래그 격자의 원리 (FBG 광섬유 브래그 격자 원리).
광섬유 브래그 격자(FBG)는 다음의 한 유형입니다. 광섬유 격자 균일하고 일관된 격자 주기 (섬유 주기성). 다음의 반사 지점 사이의 거리는 FBG 항상 동일합니다. FBG는 다음과 같은 다양한 방법을 통해 생산될 수 있습니다. 마스크를 사용한 자외선 노출, 화학 에칭 또는 펨토초 레이저 점대점 기록등. 단일 지점 FBG 또는 다음일 수 있습니다. FBG 스트링/어레이 (FBG 어레이).
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광섬유 브래그 격자 센서를 다음에 연결하여 FBG 복조기, 독립적인 반사파의 파장을 측정할 수 있습니다. 다음이 광섬유 브래그 격자 (FBG) 응력 또는 온도의 변화를 겪으면 격자 주기(격자 주기성)가 변하여 반사파의 파장 변화로 이어집니다. 다른 파장이 반사되어 다음의 변화를 측정할 수 있습니다. 브래그 파장.
FBG(Fiber Bragg Gating)의 브래그 파장(ΔλB) 변화는 변형률(Δε) 및 온도 변화(ΔT)와 관련이 있으며 공식은 다음과 같습니다. ΔλB = λB(1 - Pe)Δε + λB(αf - ξ)ΔT.
1. 온도 감지를 위한 광섬유 브래그 격자(FBG)의 원리 - FBG 온도 센서 원리(FBG 온도계) - 열팽창 및 수축에 따른 길이 변화
환경에서는 섬유 브래그 격자 (FBG)가 위치하면 온도 변화로 인해 온도가 규칙적으로 변합니다. 격자 주기 FBG의 Λ(섬유 주기성). 쉽게 말하면 열팽창과 수축입니다.
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사용하여 광섬유 브래그 격자 복조기, 반사 파장 λB FBG 측정될 수 있습니다. 광섬유 브래그 격자의 반사파장 λB와 격자주기 Λ는 대응관계를 갖기 때문에(λB = 2)네프Λ, 여기서 neff는 섬유 굴절률임), 온도 섬유 브래그 격자 반사파장을 이해함으로써 결정될 수 있다. 이것이 FBG를 이용한 온도 감지의 원리입니다.
2. Principle of 광섬유 브래그 격자 (FBG) for Stress Sensing—FBG Strain Gauge Principle (FBG Load Cell, FBG Pressure Sensor)—Length Change due to Force
온도 변화와 마찬가지로 힘의 변화도 규칙적인 변화를 일으킵니다. 격자 주기 Λ(섬유 주기성)의 섬유 브래그 격자 (FBG). 간단히 말해서 늘어나거나 압축되는 것입니다.
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사용하여 광섬유 브래그 격자 복조기, FBG의 반사 파장 λB를 측정할 수 있습니다. 광섬유 브래그 격자의 반사파장 λB와 격자주기 Λ는 대응관계를 갖기 때문에(λB = 2)네프Λ, 여기서 neff는 섬유 굴절률임), FBG(Fiber Bragg Gating)에 가해지는 힘은 반사된 파장을 이해하여 결정할 수 있습니다. 이것이 FBG를 사용하여 스트레스를 측정하는 방법입니다.
3. 스트레인 감지를 위한 파이버 브래그 격자(FBG)의 원리 - FBG 스트레인 센서(FBG 스트레인 게이지) - 길이 변화 자체
온도나 힘으로 인한 광섬유 브래그 격자의 변화이든, 궁극적으로 나타나는 것은 광섬유 브래그 격자 길이의 변화(변형)입니다. 공식에서 λB = 2네프Λ, Λ는 광섬유 브래그 격자 자체의 격자 주기(광섬유 주기성)를 나타내며, 이는 작은 규모의 광섬유 브래그 격자의 길이이다. 따라서 Fiber Bragg Gating을 사용하여 변형률을 측정할 수 있습니다.
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4. 추가 자료:
Ⅲ. 광섬유 브래그 격자 센서란 무엇입니까? 파이버 브래그 격자를 캡슐화해야 하는 이유는 무엇입니까? 파이버 브래그 격자 센서의 작동 원리.
하지만 섬유 브래그 격자 (FBG)는 온도, 응력 및 변형률을 측정하는 데 사용할 수 있으며, 광섬유 브래그 격자 센서 (FBG 센서) 고유의 취약성으로 인해 사용하기 전에는 사용할 수 없습니다.
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DCYS creatively combines stainless steel seamless tubes with 섬유 브래그 격자 (FBG) to produce patented OFSCN® capillary series 심리스 스틸 튜브 파이버 브래그 격자 센서, 포함 심리스 스틸 튜브 파이버 브래그 격자 온도 센서 (FBG 온도계), 심리스 스틸 튜브 파이버 브래그 격자 응력 센서 (FBG 로드셀, FBG 압력 센서) 및 심리스 스틸 튜브 파이버 브래그 격자 스트레인 센서 (FBG 스트레인 게이지).
스테인레스 스틸 심리스 튜브가 제공하는 보호 기능은 파이버 브래그 격자와 파이버의 강도를 크게 향상시켜 다양한 파이버 브래그 격자 센서의 환경 및 응용 범위를 확장합니다.
The working principle of the OFSCN® capillary series 심리스 스틸 튜브 파이버 브래그 격자 센서 is similar to the principle of FBG.
1. 광섬유 브래그 격자(FBG) 및 광섬유 브래그 격자 센서(FBG 센서)의 원리도
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2. 파이버 브래그 격자(FBG) 원리와 파이버 브래그 격자 센서(FBG 센서) 원리의 공식
이미지 3에서 중간 부분은 섬유 브래그 격자 (FBG) or an encapsulated OFSCN® capillary series seamless steel tube 광섬유 브래그 격자 센서 (FBG 센서). 광대역 입사광은 센서의 한쪽 끝에서 광섬유로 들어가고, 광섬유 브래그 격자(FBG)를 만나면 다양한 파장을 가진 대부분의 빛이 투과광으로 FBG를 통과하는 반면, 특수 파장의 빛 중 일부는 다시 반사됩니다(이 특수 파장은 λB로 표시되며 우리가 측정하려는 매개변수입니다).
λB와 격자 주기 Λ 사이에는 다음과 같은 수학적 표현으로 표현되는 직접적인 관계가 있습니다. λB = 2네프Λ, 여기서 λ는 반사 파장, neff는 광섬유 코어의 유효 굴절률, Λ는 격자 주기입니다.
다음으로, 반사된 빛은 광섬유 브래그 격자 복조기(이미지에 표시되지 않음)로 들어가고 파장 신호 λB로 복조됩니다. 센서가 측정 장비에 연결되어 있으므로 서로 다른 시간에 서로 다른 테스트 파장 신호 λB를 얻을 수 있습니다.
앞선 수식을 통해 왜 파장 신호 λ가 다음 순간에 변화(ΔλB로 표현되는 변화)하는지 이해할 수 있습니다. 근본적인 이유는 Fiber Bragg Gating의 격자주기 Λ가 변경되었기 때문입니다(ΔΛ로 표시되는 변화).
3. 파이버 브래그 격자(FBG) 및 파이버 브래그 격자 센서(FBG 센서)가 온도, 변형률 및 응력을 측정하는 원리
이제 우리는 복잡한 수학 기호에서 벗어나 실제 환경으로 다시 전환할 수 있습니다. 무엇이 발생할 수 있습니까? 격자 주기 FBG의 Λ(격자 주기)가 변경됩니까?
즉시 다음 두 가지 가능성을 생각해 볼 수 있습니다.
① 힘(Force) : 장력을 가할 때 섬유 브래그 격자 (FBG), 늘어납니다. 압축을 적용하면 수축됩니다.
② 온도: 섬유 브래그 격자 (FBG)가 가열되면 팽창합니다. 식으면 수축됩니다.
이 과정에서 똑똑한 사람들은 세 가지 기본 물리적 매개변수로 정확하게 감지할 수 있는 파장 신호를 연결했습니다. 힘(장력, 압축), 길이(신장, 수축), 그리고 온도(가열, 냉각). 그러므로, 광섬유 브래그 격자 센서 (FBG 센서)는 응력, 변형률 및 온도를 직접 측정할 수 있습니다.
Specific products correspond to OFSCN® capillary seamless steel tube 파이버 브래그 격자 응력 센서, OFSCN® capillary seamless steel tube 파이버 브래그 격자 스트레인 센서, 그리고 OFSCN® capillary seamless steel tube 파이버 브래그 격자 온도 센서.
4. 추가 자료:
광섬유 브래그 격자 센서의 기본 원리 2부 - 광섬유 브래그 격자 감지 원리
Ⅴ. 파이버 브래그 격자 센서 원리 비디오, 파이버 브래그 격자 원리 비디오:
Ⅴ. 파이버 브래그 격자 온도 센서는 온도 측정에서 정확합니까? 광섬유 브래그 격자 온도 센서(FBG 온도계)를 통한 정확한 온도 측정 원리.
1. 광섬유 브래그 격자 온도 센서(FBG 온도계)의 정확한 온도 측정 원리 분석
온도와 힘 모두 광섬유 브래그 격자의 파장을 변화시킬 수 있으므로 광섬유 브래그 격자 온도 센서 (FBG 온도계) 온도를 정확하게 측정하려면 온도 변화만이 캡슐화된 광섬유 브래그 격자 온도 센서(FBG 온도계)에 영향을 미치고 장력 및 압력 변화의 영향을 최소화하는 방식으로 설계되어야 합니다.
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DCYS's OFSCN® capillary series seamless steel tube 광섬유 브래그 격자 온도 센서 (FBG 온도계)는 특허받은 캡슐화 기술을 사용하여 온도 측정 중에 FBG(Fiber Bragg Gating)가 외부 힘의 영향을 받지 않고 자유로운 상태로 유지되므로 정확한 온도 측정이 가능합니다.
2. Further reading:
광섬유 브래그 격자 온도 센서(FBG 온도계)의 정확한 온도 측정 원리
3. 전통적인 광섬유 브래그 격자 온도 센서(FBG 온도계)의 부정확한 온도 측정 원리 분석
전통적인 광섬유 브래그 격자 온도 센서(FBG 온도계)의 부정확한 온도 측정의 주된 이유는 온도를 측정하는 동안 힘의 영향을 차단하기 어렵기 때문입니다. 이는 사용되는 캡슐화 방법 때문입니다.
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전통적인 광섬유 브래그 격자 온도 센서(FBG 온도계)에서는 다양한 재료와 접착제 사용으로 인해 FBG가 힘의 영향으로부터 차단되기 어렵습니다.
4. 추가 자료:
전통적인 광섬유 브래그 격자 온도 센서(FBG 온도계)의 단점 및 힘 분석 - 부정확한 온도 측정의 원인
전통적인 광섬유 브래그 격자 온도 센서(FBG 온도계)의 단점 및 힘 분석 - 부정확한 온도 측정의 원인
Ⅵ. 광섬유 브래그 격자 응력 센서에 온도 보상이 필요한 이유는 무엇입니까? 정확한 측정을 위한 온도 보상 원리(FBG 로드셀, FBG 압력 센서).
광섬유 브래그 격자(FBG)는 힘과 온도 모두에 민감합니다. 광섬유 브래그 격자가 힘을 받거나 주변 온도가 변하면 다음의 변화로 나타납니다. 격자 주기, 이는 다음에서 변형이 발생하는 것에 해당합니다. 광섬유 브래그 격자 센서.
1. 광섬유 브래그 격자 응력 센서의 온도 보상 원리
이는 다음을 사용하고자 할 때를 의미합니다. 광섬유 브래그 격자 응력 센서 정확한 측정을 달성하려면 주변 온도가 변했는지 고려해야 합니다. ΔλB = λB(1 - Pe)Δε + λB(αf - ξ) 공식에서 반사 파장에 대한 온도의 영향을 제거해야 합니다. 즉, ΔT = 0 (일정한 주변 온도 유지)으로 유지하거나 ΔT 값을 알아야 합니다 (주변 온도 변화의 정도를 알아야 합니다). 이 과정을 다음이라고 합니다. 광섬유 브래그 격자 응력 센서의 온도 보상.
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우리가 이미 다음을 가지고 있기 때문에 광섬유 브래그 격자 온도 센서 (FBG Thermometer) produced by DCYS that can accurately measure temperature, we can place this accurate temperature-measuring 광섬유 브래그 격자 온도 센서 (FBG Thermometer) and the 광섬유 브래그 격자 응력 센서 (FBG 로드셀, FBG 압력 센서)를 동일한 환경에서 ΔT의 정확한 값을 결정합니다.
결과적으로, 우리는 공식 ΔλB = λB(1 - Pe)Δε + λB(αf - ξ)를 사용하여 온도 변화의 영향을 제거함으로써 광섬유 브래그 격자 응력 센서(FBG 로드셀, FBG 압력 센서)가 장력과 압력을 정확하게 측정할 수 있도록 합니다.
2. Further reading:
광섬유 브래그 격자 응력 센서의 온도 보상 원리 및 체계
Ⅶ. 광섬유 브래그 격자 변형률 센서에 온도 보상이 필요한 이유는 무엇입니까? 정확한 측정을 위한 온도 보상 원리(FBG 변형률 게이지).
FBG 응력 센서의 온도 보상 원리는 FBG 형상 센서, FBG 가스 센서, FBG 경사 센서, FBG 압력 센서 등 다른 유형의 광섬유 브래그 격자 센서에도 적용됩니다.
Ⅷ. 광섬유 브래그 격자 센서, 분산형 광섬유 센서 간의 차이점 및 연결점, 그리고 분산형 광섬유 감지 기술과의 원리적 차이점.
광섬유 브래그 격자 감지 기술과 광섬유 감지 기술은 '광섬유 브래그 격자 센서와 광섬유 센서는 포괄적인 개념이다'와 마찬가지로 포괄적인 개념입니다.
광섬유 브래그 격자 감지 기술은 광섬유 감지 기술의 한 종류이며, 광섬유 브래그 격자 센서는 광섬유 센서의 한 종류입니다. 광섬유 브래그 격자 감지 기술의 기본 원리는 이 텍스트에서 논의되었으므로 여기서는 반복하지 않습니다.
1. 분산형 광섬유 감지 기술의 원리 및 다이어그램
분산형 광섬유 센서와 광섬유 브래그 격자 센서는 동일한 광섬유 센서 범주에 속합니다. 그러나 광섬유 브래그 격자 센서와 달리, 일반적인 분산형 광섬유 감지 기술은 광섬유 내의 다양한 산란 강도, 주파수 및 위상 정보를 기반으로 하며 광섬유를 감지 단위로 사용합니다.
측정된 물리량은 광섬유에만 의존하는 것이 아니라 변조-복조 장치와 알고리즘에 더 많이 의존합니다. 측정된 물리량은 종종 광섬유를 따라 특정 위치에서의 물리량의 평균값입니다 (예: 10킬로미터 광섬유에서 1미터마다의 평균 온도). 감지 원리는 아래 다이어그램에서 이해할 수 있습니다.
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마찬가지로, 광섬유 감지 장치에서 방출된 광대역 빛은 왼쪽에서 오른쪽으로 광섬유에 들어가며, 광섬유에 내재된 불순물로 인해 빛은 전파 중에 산란됩니다.
빛 입자들이 광섬유 내의 불순물과 충돌하여 다양한 방향으로, 다른 주파수로 산란되는 입자들을 생각할 수 있습니다. 이러한 산란된 빛 신호들을 통칭하여 산란광이라고 하며, 세 가지 유형이 있습니다. 레일리 산란, 라만 산란, 그리고 브릴루앙 산란, 서로 다른 주파수 특성을 기반으로 합니다.
이러한 산란된 빛 신호들은 일반적으로 광섬유가 위치한 환경의 위치, 온도, 응력, 변형률, 진동 및 기타 물리량과 관련이 있습니다. 따라서 광섬유 내의 산란된 빛 신호 변화를 측정하여 이러한 물리량을 측정하기 위한 다양한 장치들이 개발되었습니다.
2. 추가 자료:
분산형 광섬유 감지 기술과 광섬유 브래그 격자 감지 기술의 원리적 차이점
3. 광섬유 브래그 격자 감지 기술과 분산 광섬유 감지 기술의 원리 차이점에 대한 비디오: