Fiber Bragg Grating Algılama Teknolojisi Ansiklopedisi - FBG SSS - FBG Sensör SSS - FBG Demodülatör SSS - FBG Yaygın Uygulama Problemi Analizi
Fiber Bragg Kafeslerin Doğal Dezavantajları, Fiber Bragg Kafes Sensörlerinin Paketleme Zorlukları ve Fiber Bragg Kafes Sensörleri için Sıcaklık Telafisi İlkeleri
This article analyzes the inherent drawbacks of fiber Bragg gratings (FBGs), which pose technical challenges in the packaging of fiber Bragg grating sensors (FBG sensors). It also introduces the accurate fiber Bragg grating temperature sensor (Bragg fiber grating thermometer) ve proposes temperature compensation solutions for fiber Bragg grating stress sensors ve fiber Bragg grating strain sensors developed by DCYS. The article also mentions fiber Bragg grating strings/arrays (FBGs) ve serial fiber Bragg grating sensors with FBGs (serial FBG sensors ).
Önceki makalede, 'Fiber Bragg Izgaralarının ve Fiber Bragg Izgaralı Sensörlerin Temel Prensipleri - Bölüm 2: FBG Algılama Prensipleri,' Fiber Bragg Izgaralarının (FBG'ler) gerilim, gerinim ve sıcaklık gibi temel fiziksel nicelikleri doğrudan ölçebildiğini öğrendik. Bu doğrudan ölçüm, FBG'lerin ızgara periyodunun (ızgara aralığı) üç temel fiziksel parametreyle doğrudan ilişkili olması nedeniyle mümkündür: kuvvet (çekme veya basma kuvveti), uzunluk (uzama veya büzülme) ve sıcaklık (ısıtma veya soğutma). Bu değişiklikler arasında kuvvet ve sıcaklık değişimleri neden, uzunluk değişimleri ise sonuç olarak kabul edilir (Şekil 1'de gösterildiği gibi).
 |
|
Şekil 1 |
Yukarıda belirtilen sonuçlar, fiber Bragg ızgaraları (FBG'ler) ve fiber Bragg ızgaralı sensörler (FBG sensörleri) ile algılama için teorik temeli oluşturmaktadır. Ancak, bunlar aynı zamanda yeni bir zorluk veya teknik güçlük de sunmaktadır; bu da fiber Bragg ızgaralarının doğal dezavantajıdır.
1. Fiber Bragg Izgaralarının (FBG'ler) Dezavantajları ve Fiber Bragg Izgaralı Sensörlerin (FBG Sensörleri) Paketleme Zorlukları
The problem we face is that when using a fiber Bragg grating (FBG) ve a fiber Bragg grating sensor (FBG sensor) for sensing ve detection, we observe a change in the reflected wavelength (corresponding to the change in grating pitch). The challenge lies in determining whether this change is caused by force variations or temperature variations.
Bu sorun ele alınmadıkça, kullanılan fiber Bragg ızgaralı sensörün tipini (fiber Bragg ızgaralı sıcaklık sensörü, fiber Bragg ızgaralı gerilim sensörü veya fiber Bragg ızgaralı gerinim sensörü) belirlemek imkansızdır. Ayrıca, fiber Bragg ızgaralı sensörlerden elde edilen ölçümlerin doğruluğunu sağlamak zordur.
2. Doğru Bir Fiber Bragg Izgaralı Sıcaklık Sensörü ile Başlayın
In this remarkable era, DCYS has been fortunate to stand on the shoulders of giants in multiple industries ve has creatively combined the modern metallurgical pipe manufacturing industry with the fiber Bragg grating sensing industry. As a result, we have developed our own solution to address the challenge of separating temperature ve stress/strain in fiber Bragg gratings (FBGs) ve fiber Bragg grating sensors (FBG sensors). This solution has led to the creation of the OFSCN® capillary Seamless Steel Tube Fiber Bragg Grating Sensor series (refer to Figures 2 ve 3 for the packaging structure of the fiber Bragg grating sensor).
 |
|
Şekil 2 |
 |
|
Şekil 3 |
Şekil 2 shows the OFSCN® capillary Seamless Steel Tube Fiber Bragg Grating Temperature Sensor (Type 01). We can confidently state that this fiber Bragg grating temperature sensor perfectly achieves the separation of temperature and stress/strain, both in principle and in practical measurements. We will provide further details and experimental evidence in subsequent articles.
This product also offers high sensitivity, fast heat conduction, excellent accuracy, compact size, light weight, high tensile and compressive strength, high temperature resistance, corrosion resistance, water and moisture resistance, non-combustibility, and Diğer characteristics. It is an innovative Bragg fiber grating temperature sensor. With this product, we hope that DCYS can help advance the entire fiber Bragg grating sensing industry and contribute to its further development.
3. Fiber Bragg Izgaralı Gerilim Sensörleri ve Fiber Bragg Izgaralı Gerinim Sensörleri için Sıcaklık Telafisi İlkeleri
Şekil 3 shows the OFSCN® capillary Seamless Steel Tube Fiber Bragg Grating Stress/Strain Sensor (Type 02). Although this product does not achieve temperature and stress/strain separation independently, it can be used in conjunction with the OFSCN® capillary Seamless Steel Tube Fiber Bragg Grating Temperature Sensor (Type 01) to address the challenge of temperature and stress/strain separation, as depicted in Figure 4.
 |
|
Şekil 4 |
4. Fiber Bragg Izgarası Dizileri/Dizilimleri (FBG'ler) ve Seri Fiber Bragg Izgaralı Sensörler (FBG'li FBG Sensörler) Kavramı
To better understand the previous diagram, let's first supplement some basic knowledge about fiber Bragg gratings (FBGs). One of the flexible features of fiber Bragg grating sensors is the ability to achieve multipoint sensing. In theory, we can inscribe numerous FBGs with different wavelengths in a single sensor, enabling distributed detection of one or multiple physical parameters (corresponding to the OFSCN® Capillary Seamless Steel Tube Distributed Fiber Bragg Grating Sensor).
Belirli bir örnek için, dokuz farklı dalga boyunda FBG içeren bir fiberi gösteren Şekil 5'e bakınız. Bu kurulum, dokuz farklı noktada eş zamanlı ölçüm yapılmasına olanak tanır.
 |
|
Şekil 5 |
 |
|
Şekil 6 Şekil 6, bir optik spektrum analizöründe sekiz kanallı bir fiber Bragg ızgarası dizisinin (FBG'ler) dalga boyu dağılımını göstermektedir. |
5. Fiber Bragg Izgaralı Sensörler için Sıcaklık Telafisi
Returning to the example in Şekil 4, we use two OFSCN® Capillary Seamless Steel Tube Fiber Bragg Grating Sensors, Sensor 1 and Sensor 2, with different wavelengths. Sensor 1 is sensitive to both temperature and stress/strain, while Sensor 2 is only sensitive to temperature. They are placed in the same environment, with the same temperature. For Sensor 1, the change in wavelength includes the influence of both temperature and stress/strain. However, we already know its temperature accurately (from Sensor 2), so we can subtract the temperature's impact on the wavelength change, leaving only the effect of stress/strain (calculation details can be found in the formula: ΔλＢ ＝λＢ（１－Ｐｅ）Δε＋λＢ（αｆ－ξ）ΔＴ).
Bu sensör konfigürasyonunda, Sensör 1 doğru şekilde kalibre edilmiş bir fiber Bragg ızgaralı gerilim sensörü ve fiber Bragg ızgaralı gerinim sensörü haline gelir (bu hesaplama süreci, fiber Bragg ızgaralı sensörler için sıcaklık telafisi olarak bilinir).
The OFSCN® Capillary Seamless Steel Tube Fiber Bragg Grating Temperature Sensor can also be used for temperature compensation in Diğer applications, such as fiber Bragg grating vibration sensors, fiber Bragg grating shape sensors, fiber Bragg grating gas sensors, and fiber Bragg grating pressure sensors.
Based on the above discussion, the OFSCN® Capillary Seamless Steel Tube Fiber Bragg Grating Sensors produced by DCYS successfully achieve the separation of temperature and stress/strain, overcoming the inherent drawbacks of fiber Bragg gratings. The key lies in the fact that the OFSCN® Capillary Seamless Steel Tube Fiber Bragg Grating Temperature Sensor provides accurate temperature measurement unaffected by stress/strain. How does DCYS achieve this? The principles and mysteries will be revealed in the Sonraki article. Stay tuned!
Our philosophy is: 'OFSCN®, make optical fiber stronger!'
DCYS is a professional manufacturer of high accuracy fiber bragg grating temperature sensor, providing high accuracy FBG temperature sensor temperature measurement accuracy principle, temperature compensation principle, temperature measurement inaccuracy solutions and Diğer information; high accuracy FBG temperature sensor brand 'OFSCN'.