Волоконно-оптический датчик перемещения на брэгговской решетке - FBG измеритель перемещения - трещиномер - система измерения перемещения FBG

Принцип работы волоконно-оптического датчика перемещения на брэгговской решетке:

Датчик смещения OFSCN® FBG — это приложение для извлечения параметров датчика деформации FBG DCYS. Соотношение определяется следующим образом: Смещение = Общая длина × Деформация. Таким образом, структура датчика смещения ВБР такая же, как у датчика деформации ВБР DCYS, а его формула заводской калибровки соответствует значениям длины длинам волн.

Структура и внешний вид волоконно-оптического датчика перемещения на брэгговской решетке:

Датчик смещения волоконной брэгговской решетки OFSCN® OFSCN® Датчик деформации с оптоволоконной решеткой Брэгга сверхбольшого диапазона, который состоит из оптоволоконного соединителя, цельнометаллической бесшовной стальной трубы из нержавеющей стали/эластичного материала и корпуса волоконной брэгговской решетки (FBG).

Состав системы измерения перемещения на волоконной брэгговской решетке:

Система измерения смещения волоконной брэгговской решетки OFSCN® состоит из датчика смещения волоконной брэгговской решетки OFSCN®, приспособления для крепления датчика OFSCN® и демодулятора волоконной брэгговской решетки OFSCN®, которые вместе составляют систему мониторинга смещения волоконной брэгговской решетки.

Оптоволоконная решетка Брэгга серии OFSCN®. Пример настройки и установки крепления датчика смещения:

Примеры приклеивания и поверхностного монтажа тензодатчиков серии OFSCN® FBG (крепления по индивидуальному заказу)

Примеры установки тензодатчиков FBG серии OFSCN® с болтовым креплением и сваркой (крепление по индивидуальному заказу)

Пример установки трубного хомута тензодатчика серии OFSCN® FBG (зажим по индивидуальному заказу), продольное измерение трубы

Типичные отрасли применения датчиков перемещения на волоконных решетках (примеры):

Уникальные преимущества датчиков перемещения волоконных решеток OFSCN® позволяют широко использовать их во многих ключевых отраслях:

Гражданское строительство:
Мониторинг мостов: измерение перемещения деформационных швов, прогиба главной балки, развития трещин, деформации опорных колонн, натяжения тросов и т.д. для оценки состояния конструкции моста.
Мониторинг тоннелей: контроль конвергенции, изменений трещин и осадки грунта обделки тоннеля.
Мониторинг плотин: измерение деформации, осадки, трещин, смещения коренных пород и т.д. плотины.
Высотные здания: мониторинг осадки, наклона, вибрации конструкции, межэтажных смещений и развития трещин здания.
Котлованы и склоны: мониторинг смещения окружающего грунта при выемке котлована, оползней и деформаций склона, предупреждение геологических катастроф.
Метро и подземное строительство: мониторинг деформации и осадки подземных сооружений.
Охрана исторических зданий и памятников культуры: мониторинг малых деформаций и трещин древних зданий для своевременного принятия защитных мер.

Нефть, природный газ и нефтехимия:
Мониторинг трубопроводов: контроль смещения, вызванного деформацией, осадкой и коррозией нефтегазопроводов для предотвращения утечек.
Морские платформы: мониторинг деформации, напряжений и осадки конструкций морских буровых платформ.
Резервуары: мониторинг деформации и осадки крупных нефтехранилищ.

Транспорт:
Железные дороги: мониторинг деформации рельсов, осадки земляного полотна и состояния тоннелей.
Аэрокосмическая промышленность: мониторинг деформации и напряжений ключевых компонентов, таких как крылья, фюзеляжи и двигатели самолетов, для контроля состояния конструкций.

Энергетика:
Атомные электростанции: мониторинг деформации внутренних и окружающих конструкций ядерных реакторов благодаря устойчивости к радиации и электромагнитным помехам.
Ветроэнергетика: мониторинг вибрации и деформации лопастей и башен ветрогенераторов.

Гидротехнические сооружения:
Плотины водохранилищ: как и в гражданском строительстве, мониторинг деформации, фильтрации и т.д. плотин водохранилищ.

Мониторинг геологических катастроф:
Мониторинг оползней: мониторинг глубинных и поверхностных смещений оползневых тел в реальном времени и раннее предупреждение.
Мониторинг трещин в грунте: контроль развития и закрытия поверхностных трещин.

Машиностроение и интеллектуальное оборудование:
Мониторинг крупного оборудования: контроль состояния тяжелой техники, промышленных роботов и другого оборудования, а также смещений, вызванных усталостными повреждениями.
Испытания материалов: измерение деформации и перемещения материалов при механических испытаниях.

Горнодобывающая промышленность:
Угольные шахты: мониторинг смещения кровли подземных выработок, деформации окружающих пород, сжатия крепи и т.д. для повышения безопасности шахт.

Fiber Bragg Grating Displacement Sensor Range и Calibration (Take a sensor with a length of 30 cm as an example):

Преимущества волоконно-оптического датчика перемещения на брэгговской решетке:

Благодаря своим уникальным физическим свойствам и принципу работы датчик перемещения OFSCN® с волоконной брэгговской решеткой имеет ряд существенных преимуществ перед традиционными электрическими датчиками:

Высокая устойчивость к электромагнитным помехам:

Оптическое волокно, используемое в датчике смещения волоконной брэгговской решетки OFSCN®, представляет собой диэлектрический материал, непроводящий и совершенно не подверженный влиянию электромагнитных полей, радиочастотных помех, молний, ​​высоковольтных дуг и т. д. Это делает его очень подходящим для суровых условий, таких как передача и преобразование высоковольтной энергии, грозовые зоны, железнодорожный транспорт и сильные промышленные электромагнитные поля.

Традиционные электрические датчики легко подвергаются помехам в таких средах, что приводит к искажению данных измерений или повреждению оборудования.

Искробезопасность и взрывозащита:

Датчик смещения волоконной брэгговской решетки OFSCN® представляет собой пассивное устройство, не заряженное и не генерирующее искр или дуг. Таким образом, он имеет более высокую безопасность в средах с легковоспламеняющимися и взрывоопасными (например, нефть, природный газ, химическая промышленность, угольные шахты) или токсичными газами.

Не требуется сложная взрывозащитная обработка, что упрощает проектирование и монтаж системы.

Устойчивость к коррозии и агрессивным средам:

Материал оптического волокна (кварцевое стекло), используемый в датчике перемещения с волоконной брэгговской решеткой OFSCN®, обладает хорошей химической стабильностью и не поддается коррозии под действием таких химических веществ, как кислота и щелочь. Благодаря соответствующей упаковке (например, из нержавеющей стали, конструкционного пластика, стеклопластика и т. д.) датчик может стабильно работать в течение длительного времени в агрессивных средах, таких как влажность, вода, кислотный дождь и соляной туман.

Малые размеры и легкий вес:

Датчик смещения волоконной брэгговской решетки OFSCN® имеет очень тонкий диаметр, что удобно для встраивания в конструкцию или установки в узком пространстве. Легкий вес и незначительное влияние на измеряемую структуру, особенно подходит для аэрокосмической промышленности, композитных материалов и других областей.

После интеграции с демодулятором волоконной брэгговской решетки возможен многоточечный мониторинг:

Используя свойства кодирования длины волны волоконной брэгговской решетки, можно одновременно измерять несколько датчиков FBG с разными центральными длинами волн. Это значительно упрощает проводку и снижает сложность и стоимость системы.

Большая дальность передачи и низкое затухание сигнала:

Оптический сигнал датчика перемещения волоконной брэгговской решетки OFSCN® имеет очень низкое затухание при передаче по оптическому волокну, что позволяет обеспечить передачу сигнала на большие расстояния (десятки километров или даже дальше), облегчая централизованный сбор данных и удаленный мониторинг. Это очень полезно для мониторинга крупных сооружений (таких как мосты, трубопроводы и плотины).

Высокая чувствительность и точность:

Изменение длины волны датчика смещения волоконной брэгговской решетки OFSCN® очень чувствительно к изменениям внешней деформации и может достигать точности измерения смещения на микронном уровне.
Хорошая воспроизводимость, стабильные и надежные результаты измерений.

Хорошая долговременная стабильность:

Физические и химические свойства материала оптического волокна, используемого в датчике перемещения волоконной брэгговской решетки OFSCN®, стабильны, а сама ВБР не имеет движущихся частей и не подвержена старению, что обеспечивает стабильность датчика при долгосрочном мониторинге.

Легкая интеграция с конструкцией:

Компания Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. разработала различные монтажные приспособления для применения датчика смещения волоконной брэгговской решетки OFSCN®, так что его можно тесно интегрировать с измеряемой структурой с помощью различных методов, таких как склеивание, встраивание, сварка и т. д., и даже можно предварительно закопать в новые конструкции.

Хорошая устойчивость к усталости:

Материал датчика смещения волоконной брэгговской решетки OFSCN® обладает хорошей усталостной прочностью при воздействии периодических нагрузок и подходит для длительного динамического мониторинга.

Может использоваться для мониторинга состояния конструкций:
Все вышеперечисленные преимущества делают датчик смещения волоконной брэгговской решетки OFSCN® одной из основных технологий в области мониторинга состояния конструкций, которая может предоставлять в реальном времени и точные данные о деформации конструкции для оценки безопасности конструкции и прогнозирования потенциальных отказов.

Видеодисплей датчика смещения волоконной брэгговской решетки OFSCN®: