Энциклопедия технологии волоконных брэгговских решеток - Часто задаваемые вопросы по FBG - Часто задаваемые вопросы по датчикам FBG - Часто задаваемые вопросы по демодуляторам FBG - Анализ типичных проблем применения FBG

This article explains the necessary knowledge of wave reflection и interference (interference) to understand the basic principles of fiber bragg gratings. It serves as a preliminary educational article about OFSCN® capillary seamless steel tube FBG sensors produced by DCYS.

В предыдущей статье «Датчики FBG с капиллярными бесшовными стальными трубками OFSCN®» мы предоставили определение датчиков FBG с капиллярными бесшовными стальными трубками OFSCN®. Мы также представили DCYS как профессионального производителя датчиков FBG, подчеркнув уникальные особенности серии датчиков FBG с капиллярными бесшовными стальными трубками OFSCN®, обусловленные использованием современных материалов и конструкций.

Чтобы улучшить ваше понимание продуктов DCYS, мы сосредоточимся на объяснении основных принципов работы датчиков ВБР (включая принципы ВБР). Эта статья является образовательной, а не исследовательской статьей. Если кто-либо из читателей обнаружит фундаментальные ошибки в этой статье, пожалуйста, оставьте отзыв.

Изображение 1

Изображение 2

Поскольку это образовательная статья, поверьте, что она не будет сложной. Прежде чем обсуждать принципы работы датчиков FBG, нам необходимо понять отражение и интерференцию волн. Это связано с тем, что наиболее важной частью датчиков FBG является точное обнаружение отраженного света определенной длины волны. Анализируя изменения длины волны отраженного света, мы можем определить соответствующие измеряемые физические величины (такие как напряжение, деформация и температура).

Поскольку световые волны имеют высокие частоты и короткие длины волн, их трудно наблюдать в повседневной жизни, если только мы не являемся профессионалами в этой области. Для более легкого понимания мы будем использовать звуковые волны в качестве аналогии для представления световых волн - звуковые и световые волны обладают волновыми характеристиками, как длинными, так и короткими волнами.

1. Отражение одиночной звуковой волны (световой волны)

Возможно, вы сталкивались в своей жизни со следующим сценарием: Однажды, путешествуя по живописному месту с горами, вы стоите перед горой и кричите «OFSCN®...» (или вы можете кричать «DCYS» или имя вашего любимого человека). Внезапно вы слышите эхо горы, говорящее «OFSCN®...». Это эхо представляет собой отражение звуковой волны (см. Изображение 3). Вы излучили звуковую волну (падающую волну) в сторону горы, и гора ответила соответствующим отражением волны (отраженной волной).

Изображение 3

2. Отражение множества звуковых волн (световых волн)

Продолжая идти вперед, вы входите в долину и кричите в долину: «OFSCN®...». Затем вы слышите эхо с обеих сторон долины, повторяющее «OFSCN®...». Эти эхо с обеих сторон долины представляют собой отражение двух или более столбов звуковых волн (см. Изображение 4).

Изображение 4

3. Интерференция множества звуковых волн (световых волн)

По совпадению вы попадаете в определенное место в долине (на вашем пути должно быть несколько таких мест). Здесь вы снова кричите «OFSCN®...», и внезапно эхо с обеих сторон долины сливается в потрясающий звук, резонирующий в вашей голове. Что случилось? В этот момент два или более столба звуковых волн интерферируют друг с другом (приходя одновременно, образуя конструктивную интерференцию, см. Изображение 5).

Изображение 5

Как и звуковые волны, световые волны проявляют аналогичные характеристики в меньшем масштабе. Световые волны, удовлетворяющие определенным условиям (условие Брэгга) при прохождении через FBG, также подвергаются конструктивной интерференции, что приводит к положительному отражению множества волн (интерференции).

Поскольку эта статья представляет собой предварительную образовательную статью о датчиках FBG с капиллярными бесшовными стальными трубками OFSCN®, производимых DCYS, мы не будем обсуждать негативную интерференцию двух или более звуковых волн, которые могут возникать на расстоянии нескольких метров друг от друга. В датчиках ВБР нам нужно обнаружить конструктивную интерференцию нескольких волн.

К этому моменту вы, возможно, получили определенное понимание отражения и интерференции звуковых волн (световых волн). Помимо красивых гор, вы также можете испытать волновые характеристики, упомянутые в этой статье, в Храме Неба в Пекине. В парке есть стена эха, а также камни трех тонов в Зале молитвы за хороший урожай.

Стоит подчеркнуть, что характеристики звуковых волн также применимы к световым волнам, передаваемым в оптических волокнах. Когда световые волны встречают FBG, они подвергаются отражению и интерференции по тем же принципам. Однако отражение световых волн внутри оптических волокон более сложное и включает детальные знания теории связи и отражения мод. Для тех, кто хочет изучить вопрос глубже, обратитесь к соответствующим ресурсам. В следующей статье мы объясним, как работают FBG на основе световых волн. Следите за обновлениями!

Наша философия: «OFSCN®, сделайте оптическое волокно прочнее!»