Энциклопедия технологии волоконно-оптических решеток Брэгга - Часто задаваемые вопросы по FBG - Часто задаваемые вопросы по датчикам FBG - Часто задаваемые вопросы по демодуляторам FBG - Анализ типовых проблем применения FBG

В этой статье с теоретической точки зрения анализируются характеристики высокой чувствительности датчика (термометра) OFSCN® с капиллярной бесшовной стальной трубкой и волоконной брэгговской решеткой (ВБР). В нем обсуждается влияние длины пути и среды передачи температуры (упаковочного материала) на чувствительность решетчатого датчика, уделяя особое внимание аспекту теплопроводности упаковочного материала для волоконных решеток Брэгга.

В нем подчеркивается, что запатентованная цельнометаллическая конструкция корпуса и меньший размер (объем) датчика температуры OFSCN® с капиллярной бесшовной стальной трубкой и волоконной брэгговской решеткой (ВБР) являются фундаментальными причинами его высокой чувствительности при герметизации ВБР.

As stated on the official website of DCYS, 'OFSCN® capillary seamless steel tube fiber bragg grating (FBG)  temperature sensor (FBG thermometer) has the characteristics of high sensitivity, fast thermal conduction, good accuracy, small size, light weight, high tensile strength, high compressive strength, high temperature resistance, waterproof и moisture-proof, non-combustible, и corrosion resistance.' Today, we will focus on analyzing its high sensitivity characteristics.

1. Структура инкапсуляции датчика температуры OFSCN® с капиллярной бесшовной стальной трубкой и волоконной решеткой Брэгга (FBG).

Типичный датчик температуры OFSCN® с капиллярной бесшовной стальной трубкой и волоконной брэгговской решеткой (FBG) (термометр FBG) имеет продольную структуру, как показано на рисунках 1 и 2:

Рисунок 1

Рисунок 2

Профиль его поперечного сечения на хвостовом конце показан на рисунках 3 и 4:

Рисунок 3	Рисунок 4

Синяя часть, показанная на рисунке 3, представляет собой волокно и волоконную брэгговскую решетку, расположенную в центре бесшовной стальной трубы. Эта диаграмма представляет собой идеальное теоретическое состояние, в то время как на практике датчик температуры OFSCN® с капиллярной бесшовной стальной трубкой и волоконной брэгговской решеткой (ВБР) (ВБР-термометр) принимает фактическое состояние.

2. Чувствительность волоконно-оптической решетки Брэгга в датчиках температуры на решетке Брэгга

Несомненно, «голые» волоконно-оптические решетки Брэгга (FBG) без какой-либо герметизации обладают самой высокой чувствительностью при измерении температуры. Однако из-за хрупкости волокна и волоконно-оптической решетки Брэгга (FBG) голые решетки Брэгга практически непригодны для использования в реальных инженерных приложениях и применяются лишь временно в лабораторных исследованиях. На практике волоконно-оптические решетки Брэгга (FBG) должны быть герметизированы, и все методы герметизации в той или иной степени снижают чувствительность решетки Брэгга.

Поэтому при герметизации датчиков на основе волоконно-оптических решеток Брэгга (FBG) необходимо учитывать, как повысить их чувствительность. Без взаимодействия с датчиками частота обновления демодуляционного оборудования для решеток Брэгга была бы бессмысленной. Даже если частота обновления демодулятора решеток Брэгга достигает 5000 Гц, какая от этого польза? Может ли изменение температуры датчика достигать 5000 раз в секунду?

3. Упаковочный материал датчика температуры с брэгговской решеткой из микробесшовной стальной трубки OFSCN.

Секрет высокой чувствительности датчика температуры OFSCN® с капиллярной бесшовной стальной трубкой и волоконной решеткой Брэгга (FBG) в первую очередь заключается в двух аспектах: общих характеристиках цельнометаллического материала и уникальной структуре продукта (структура датчика подробно показана на рисунках 1, 2, 5, 6).

Рисунок 5	Рисунок 6

Будь то традиционный датчик температуры с волоконной брэгговской решеткой (термометр ВБР) или датчик температуры с волоконной брэгговской решеткой (ВБР) из бесшовных стальных трубок OFSCN® (термометр ВБР), в обоих случаях для герметизации секции ВБР используется металл. Это связано с тем, что металл имеет более высокую теплопроводность, чем другие материалы. Когда окружающая среда или температура измеряемого объекта изменяются, тепло может быстро передаваться через металл, точно отражая внешнюю среду или температуру объекта.

В отличие от традиционных датчиков температуры с волоконной брэгговской решеткой (FBG-термометры), в датчиках температуры OFSCN® с волоконной брэгговской решеткой (FBG) с капиллярными бесшовными стальными трубками в месте расположения FBG используется только материал из нержавеющей стали. Для фиксации волоконной решетки Брэгга не требуется клей, поскольку тепло может передаваться через металл без необходимости использования различных клеев.

Таким образом, датчики температуры OFSCN® с капиллярными бесшовными стальными трубками и волоконно-волокнистой решеткой (FBG) (FBG-термометры) обладают более высокой чувствительностью. Более высокая чувствительность также подразумевает более точное измерение температуры и более высокую скорость отклика.

4. Расстояние теплопроводности датчиков температуры на решетке Брэгга

В отличие от традиционных датчиков температуры с волоконной брэгговской решеткой (термометров с волоконной брэгговской решеткой), в датчиках температуры с волоконной брэгговской решеткой (FBG) OFSCN® (термометрах FBG) с капиллярными бесшовными стальными трубками повсюду используются бесшовные трубки из нержавеющей стали меньшего размера. Меньший размер означает более быструю теплопроводность, что, в свою очередь, приводит к более высокой чувствительности и более быстрой скорости отклика.

Самое главное, когда внешний источник тепла имеет ограниченную тепловую энергию, меньший размер уменьшает рассеивание тепла и минимизирует влияние внешнего измерительного оборудования на измеряемый объект. Это очень полезно во многих измерениях, а также означает более точное измерение температуры.

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