Fiber Bragg Izgarası Algılama Prensibi - FBG Prensibi - FBG Sensör Prensibi - FBG Sıcaklık Gerinim Stres Titreşim Şekil Algılama Prensibi
Bu makale şunları açıklar: Fiber Bragg Izgarası (FBG) sensörlerinin prensibi 'ışık dalgalarının yansıması ve girişimi' temel kavramına dayanarak, şunları içerir: sıcaklık ölçümü, stres ölçümü ve gerinim ölçümü prensipleri FBG'ler kullanarak. Ardından şunları tanıtır: FBG sensörlerinin çalışma prensibi ve sağlar FBG sensörünün prensibinin şematik bir diyagramı.
Makale ayrıca şunları tartışır: FBG sıcaklık sensörlerinin doğru sıcaklık ölçüm prensibi ve doğru FBG termometrelerini kullanarak şunları yapma prensibini tanıtır: sıcaklığı telafi etmek için FBG stres sensörleri. Bu telafi prensibi ayrıca şunlar için de geçerlidir: FBG gerinim sensörleri, FBG şekil sensörleri, ve diğer FBG sensörleri.
Son olarak, makale şunları açıklar: farklılıklar arasındaki Fiber Bragg Izgarası algılama teknolojisi ve dağıtık fiber algılama teknolojisi prensipler açısından.
İçindekiler:
Ⅳ. Fiber Bragg Izgarası Sensör Prensibi Videosu, Fiber Bragg Izgarası Prensibi Videosu.
Ⅶ. Fiber Bragg Izgarası Gerinim Sensörleri için Sıcaklık Telafisi Neden Gereklidir? Doğru Ölçüm için Sıcaklık Telafisi Prensibi (FBG Gerinim Ölçer).
Makale, prensiplerin kapsamlı açıklamalarını sunar. Daha iyi anlaşılması için ilgili bölümlere odaklanmanız önerilir.
Ⅰ. Işık Dalgalarının Yansıma ve Girişim Prensibi - Ses Dalgalarının Yansıması ve Süperpozisyonu ile Işık Dalgalarının Yansıması ve Süperpozisyonu Arasındaki Benzetme.
1. Fiber Bragg Izgarası (FBG) ve Fiber Bragg Izgarası sensörlerinin (FBG sensörleri) temel prensiplerini anlamadan önce ışık dalgalarının yansıma ve girişim prensibini anlamak neden gereklidir?
Şunlara dalmadan önce: Fiber Bragg Izgarası'nın (FBG) temel prensipleri ve Fiber Bragg Izgarası sensörleri (FBG sensörleri), ışık dalgalarının yansıma ve girişim kavramlarını kavramak esastır.
Bunun nedeni, bir Fiber Bragg Izgarası sensörünün (FBG sensörü) yansıyan dalgaların belirli dalga boylarını doğru bir şekilde tespit etmesinde yatar. Yansıyan dalgalardaki dalga boyu değişikliklerini analiz ederek sensör, izlenen fiziksel büyüklüğün (stres, gerinim veya sıcaklık gibi) değişimlerini ölçebilir.
Işık dalgaları yüksek frekanslara ve kısa dalga boylarına sahip olduğundan, günlük hayatımızda doğrudan kolayca gözlemlenemezler. Anlaşılmasını kolaylaştırmak için, ses dalgalarını ışık dalgalarına benzetme olarak kullanacağım—her ikisi de dalgadır, ancak biri duyulabilir, diğeri duyulamaz.
2. Echoes of sound waves, showing the principle of reflection ve interference, apply the same characteristics to light waves.
Günlük hayatta şu durumu deneyimlemiş olabilirsiniz: iki duvara veya iki dağa doğru bağırdığınızda, iki veya daha fazla yankı duyarsınız (ses dalgalarının yansıması); konumunuzu ayarlayıp bağırmaya devam ederseniz, belirli konumlarda (belirli koşulları sağlayarak) yankıların tek bir yankıda birleştiğini duyarsınız ve hareket ettikçe yankıların şiddeti değişebilir.
Yüksek sesli yankı, birden fazla yansımadan kaynaklanan pozitif girişimin (ses dalgalarının girişimi) sonucudur; daha yumuşak yankı ise birden fazla yansımadan kaynaklanan negatif girişimden (ses dalgalarının girişimi) kaynaklanır.
 |
|
Görsel 1 |
Benzer şekilde, ışık dalgaları da ses dalgaları gibi bu özellikleri daha küçük ölçekte sergiler. Belirli koşullar (Bragg koşulları) sağlandığında, bir Fiber Bragg Izgarası (FBG) birden fazla yansımaya maruz kalır ve yansıyan dalgaların pozitif girişimine (girişim) yol açar.
3. Further reading:
Fiber Bragg Izgarası (FBG) ve Fiber Bragg Izgarası sensörlerinin (FBG sensörleri) temel prensiplerinden biri: Dalgaların yansıması ve girişimi.
Fiber Bragg Izgarası (FBG) ve Fiber Bragg Izgarası sensörlerinin (FBG sensörleri) temel prensipleri Ⅰ: Dalgaların yansıması ve girişimi.
Ⅱ. Fiber Bragg Izgaraları Nedir? Fiber Bragg Izgaraları Ne Yapabilir? Fiber Bragg Izgaralarının Prensibi (FBG Fiber Bragg Izgarası Prensibi).
Fiber Bragg Izgarası (FBG), bir tür optik fiber ızgarasıdır düzgün ve tutarlı bir ızgaralama periyoduna (fiber periyodikliği) sahiptir. FBG'nin yansıma noktaları arasındaki mesafe her zaman eşittir. FBG'ler, çeşitli yöntemlerle üretilebilir; örneğin, maske kullanarak ultraviyole ışığa maruz bırakma, kimyasal aşındırma veya femtosaniye lazer nokta nokta yazmavb. Bunlar tek noktalı FBG'ler veya FBG dizileri/demetleri (FBG dizileri) olabilir.
 |
|
Görsel 2 |
Bir Fiber Bragg Izgarası sensörünü bir FBG demodülatörünebağlayarak, bağımsız yansıyan dalgaların dalga boyu ölçülebilir. Fiber Bragg Izgarası (FBG) stres veya sıcaklıkta değişiklikler yaşadığında, ızgaralama periyodu (ızgaralama periyodikliği) değişecek ve yansıyan dalgaların dalga boyunda varyasyonlara yol açacaktır. Farklı dalga boyları yansıtılacak ve şu değişimin ölçülmesine olanak tanıyacaktır: Bragg dalga boyu.
Fiber Bragg Izgarası (FBG) Bragg dalga boyundaki (ΔλB) değişim, hem gerinim (Δε) hem de sıcaklık değişimi (ΔT) ile ilişkilidir ve formül şu şekildedir: ΔλB = λB(1 - Pe)Δε + λB(αf - ξ)ΔT.
1. Fiber Bragg Izgarasının (FBG) Sıcaklık Algılama Prensibi—FBG Sıcaklık Sensörü Prensibi (FBG Termometresi)—Termal Genleşme ve Büzülme Nedeniyle Uzunluk Değişimi
Bulunduğu ortamda Fiber Bragg Izgarası (FBG) bulunduğunda, sıcaklık değişiklikleri ızgaralama periyoduna Λ (fiber periyodikliği) üzerinde düzenli değişimlere neden olur. Basitçe, termal genleşme ve büzülmedir.
 |
| Görsel 3 |
Bir Fiber Bragg Izgarası demodülatörükullanılarak, FBG'nin ölçülebilir. Yansıyan dalga boyu λB ile Fiber Bragg Izgarasının ızgaralama periyodu Λ arasında karşılık gelen bir ilişki olduğundan (λB = 2neffΛ, burada neff fiber kırılma indisidir), Fiber Bragg Izgarası yansıyan dalga boyu anlaşılarak belirlenebilir. FBG'ler kullanılarak sıcaklık algılamanın prensibi budur.
2. Principle of Fiber Bragg Izgarası (FBG) for Stress Sensing—FBG Strain Gauge Principle (FBG Load Cell, FBG Pressure Sensor)—Length Change due to Force
Sıcaklık değişimlerine benzer şekilde, kuvvet değişimleri de ızgaralama periyoduna Λ (fiber periyodikliği) üzerinde düzenli değişimlere neden olur Fiber Bragg Izgarası (FBG). Basitçe, germe veya sıkıştırmadır.
 |
| Görsel 4 |
Bir Fiber Bragg Izgarası demodülatörü, FBG'nin yansıyan dalga boyu λB ölçülebilir. Yansıyan dalga boyu λB ile Fiber Bragg Izgarasının ızgaralama periyodu Λ arasında karşılık gelen bir ilişki olduğundan (λB = 2neffΛ, burada neff fiber kırılma indisidir), Fiber Bragg Izgarasına (FBG) uygulanan kuvvet, yansıyan dalga boyu anlaşılarak belirlenebilir. FBG'lerin gerilim ölçmek için kullanılması bu şekildedir.
3. Fiber Bragg Izgarasının (FBG) Gerinim Algılama Prensibi—FBG Gerinim Sensörü (FBG Gerinim Ölçer)—Kendi Uzunluk Değişimi
İster sıcaklık ister kuvvet nedeniyle Fiber Bragg Izgarasındaki değişim olsun, nihai tezahür Fiber Bragg Izgarasının uzunluğundaki değişimdir (gerinim). λB = 2 formülündeneffΛ, Λ, Fiber Bragg Izgarasının kendi ızgaralama periyodunu (fiber periyodikliği) temsil eder ve bu, Fiber Bragg Izgarasının küçük ölçekteki uzunluğudur. Bu nedenle, Fiber Bragg Izgaraları gerinim ölçmek için kullanılabilir.
 |
| Görsel 5 |
4. Daha fazla okuma:
Ⅲ. Fiber Bragg Izgarası Sensörü Nedir? Fiber Bragg Izgaralarını Neden Kapsüllememiz Gerekir? Fiber Bragg Izgarası Sensörlerinin Çalışma Prensibi.
Her ne kadar Fiber Bragg Izgarası (FBG) sıcaklık, gerilim ve gerinim ölçmek için kullanılabilse de, doğal kırılganlığı nedeniyle bir Fiber Bragg Izgarası sensörü (FBG sensörü) içine kapsüllenmeden kullanılamaz.
 |
| Görsel 6 |
DCYS creatively combines stainless steel seamless tubes with Fiber Bragg Izgaraları (FBG'nin) to produce patented OFSCN® capillary series dikişsiz çelik tüp Fiber Bragg Izgarası sensörleri, bunlar arasında dikişsiz çelik tüp Fiber Bragg Izgarası sıcaklık sensörleri (FBG termometreleri), dikişsiz çelik tüp Fiber Bragg Izgarası gerilim sensörleri (FBG yük hücreleri, FBG basınç sensörleri) ve dikişsiz çelik tüp Fiber Bragg Izgarası gerinim sensörleri (FBG gerinim ölçerler).
Paslanmaz çelik dikişsiz tüp tarafından sağlanan koruma, Fiber Bragg Izgarasının ve fiberin dayanıklılığını önemli ölçüde artırarak çeşitli Fiber Bragg Izgarası sensörleri için ortam ve uygulama yelpazesini genişletir.
The working principle of the OFSCN® capillary series dikişsiz çelik tüp Fiber Bragg Izgarası sensörleri is similar to the principle of FBG.
1. Fiber Bragg Izgarası (FBG) ve Fiber Bragg Izgarası Sensörünün (FBG Sensörü) Prensip Şeması
 |
|
Görsel 7 |
2. Fiber Bragg Izgarası (FBG) Prensibi ve Fiber Bragg Izgarası Sensörü (FBG Sensörü) Prensibi Formülü
Görsel 3'te, orta kısım bir Fiber Bragg Izgarası (FBG'nin) or an encapsulated OFSCN® capillary series seamless steel tube Fiber Bragg Izgarası sensörü (FBG sensörü) temsil eder. Geniş bant gelen ışık, sensörün bir ucundan fibere girer ve Fiber Bragg Izgarası (FBG) ile karşılaştığında, çeşitli dalga boylarındaki ışığın çoğu iletilen ışık olarak FBG'den geçerken, özel dalga boylarındaki küçük bir kısım geri yansıtılır (bu özel dalga boyunun λB ile temsil edildiğini ve ölçmek istediğimiz parametre olduğunu unutmayın).
λB ile ızgaralama periyodu Λ arasında doğrudan bir ilişki vardır ve bu matematiksel ifadeyle temsil edilir: λB = 2neffΛ, burada λ yansıyan dalga boyu, neff fiber çekirdeğinin etkin kırılma indisi ve Λ ızgaralama periyodudur.
Ardından, yansıyan ışık Fiber Bragg Izgarası demodülatörüne (görselde etiketlenmemiş) girer ve dalga boyu sinyali λB'ye demodüle edilir. Sensör ölçüm ekipmanına bağlı olduğundan, farklı zamanlarda farklı test dalga boyu sinyalleri λB elde edebiliriz.
Önceki matematiksel ifade aracılığıyla, dalga boyu sinyali λ'nın bir sonraki anda neden değiştiğini (ΔλB ile temsil edilen değişim) anlayabiliriz. Temel neden, Fiber Bragg Izgarasının ızgaralama periyodu Λ'nın değişmiş olmasıdır (ΔΛ ile temsil edilen değişim).
3. Fiber Bragg Izgarasının (FBG) ve Fiber Bragg Izgarası Sensörünün (FBG Sensörü) Sıcaklık, Gerinim ve Gerilimi Nasıl Ölçtüğünün Prensipleri
Şimdi, karmaşık matematiksel sembollerden çıkıp gerçek dünya ortamına geri dönebiliriz. FBG'nin ızgaralama periyoduna Λ (ızgaralama periyodikliği) değişmesine ne neden olabilir?
Hemen iki olasılık düşünebilirsiniz:
① Kuvvet: Fiber Bragg Izgarası (FBG)'ye gerilim uyguladığınızda uzar; sıkıştırma uyguladığınızda büzülür.
② Sıcaklık: Fiber Bragg Izgarası (FBG) ısıtıldığında genleşir; soğuduğunda büzülür.
Bu süreçte, akıllı insanlar doğru bir şekilde tespit edilebilen dalga boyu sinyalini üç temel fiziksel parametreyle ilişkilendirmiştir: kuvvet (gerilim, sıkıştırma), uzunluk (uzama, büzülme), ve sıcaklık (ısıtma, soğutma). Bu nedenle, Fiber Bragg Izgarası sensörleri (FBG sensörleri) doğrudan gerilim, gerinim ve sıcaklık ölçebilir.
Specific products correspond to OFSCN® capillary seamless steel tube Fiber Bragg Izgarası gerilim sensörleri, OFSCN® capillary seamless steel tube Fiber Bragg Izgarası gerinim sensörleri, ve OFSCN® capillary seamless steel tube Fiber Bragg Izgarası sıcaklık sensörleri.
4. Daha fazla okuma:
Fiber Bragg Izgarası Sensörlerinin Temel Prensipleri Bölüm 2- Fiber Bragg Izgarası Algılama Prensipleri
Ⅳ. Fiber Bragg Izgarası Sensörü Prensibi Videosu, Fiber Bragg Izgarası Prensibi Videosu:
Ⅴ. Fiber Bragg Izgarası Sıcaklık Sensörleri Sıcaklık Ölçümünde Doğru mudur? Fiber Bragg Izgarası Sıcaklık Sensörleri (FBG Termometresi) ile Doğru Sıcaklık Ölçümünün Prensibi.
1. Fiber Bragg Izgarası Sıcaklık Sensörü (FBG Termometresi) için Doğru Sıcaklık Ölçümü Prensibinin Analizi
Hem sıcaklık hem de kuvvet Fiber Bragg Izgarasının dalga boyunda değişiklik Fiber Bragg Izgara Sıcaklık Sensörüne Sıcaklığı doğru bir şekilde ölçmek için (FBG Termometre), yalnızca sıcaklık değişimlerinin kapsüllü Fiber Bragg Izgara Sıcaklık Sensörünü (FBG Termometre) etkileyeceği ve gerilim ve basınç değişimlerinin etkisi en aza indirilecek şekilde tasarlanmalıdır.
 |
 |
| Resim 8 | Resim 9 |
DCYS's OFSCN® capillary series seamless steel tube Fiber Bragg Izgara Sıcaklık Sensörüne (FBG Termometre), patentli kapsülleme teknolojisini kullanarak Fiber Bragg Izgarasının (FBG) sıcaklık ölçümleri sırasında serbest durumda kalmasını, dış kuvvetlerden etkilenmemesini sağlar ve bu sayede doğru sıcaklık ölçümleri elde edilir.
2. Further reading:
Fiber Bragg Izgara Sıcaklık Sensörü (FBG Termometre) için Doğru Sıcaklık Ölçüm Prensibi
3. Geleneksel Fiber Bragg Izgara Sıcaklık Sensörü (FBG Termometre) için Hatalı Sıcaklık Ölçüm Prensibinin Analizi
Geleneksel Fiber Bragg Izgara Sıcaklık Sensörlerinin (FBG Termometreler) hatalı sıcaklık ölçümünün ana nedeni, sıcaklık ölçülürken kuvvetlerin etkilerini korumanın zor olmasıdır. Bu, kullanılan kapsülleme yönteminden kaynaklanmaktadır.
 |
|
Görsel 10 |
Geleneksel Fiber Bragg Izgara Sıcaklık Sensörlerinde (FBG Termometreler), çeşitli malzemelerin ve yapıştırıcıların kullanımı, FBG'yi kuvvetlerin etkisinden korumayı zorlaştırır.
4. Daha fazla okuma:
Geleneksel Fiber Bragg Izgara Sıcaklık Sensörlerinin (FBG Termometreler) Dezavantajları ve Kuvvet Analizi - Hatalı Sıcaklık Ölçümünün Nedenleri
Geleneksel Fiber Bragg Izgara Sıcaklık Sensörlerinin (FBG Termometreler) Dezavantajları ve Kuvvet Analizi - Hatalı Sıcaklık Ölçümünün Nedenleri
Ⅵ. Fiber Bragg Izgara Gerilim Sensörleri için Sıcaklık Telafisi Neden Gereklidir? Doğru Ölçüm için Sıcaklık Telafisi Prensibi (FBG Yük Hücresi, FBG Basınç Sensörü).
Fiber Bragg Izgara (FBG) hem kuvvete hem de sıcaklığa duyarlıdır. Fiber Bragg Izgara kuvvet altında olsun veya ortam sıcaklığı değişsin, bu durum ızgaralama periyoduna, yani Fiber Bragg Izgarası sensörü.
1. Fiber Bragg Izgara Gerilim Sensörleri için Sıcaklık Telafisi Prensibi
Bu, bir Fiber Bragg Izgara Gerilim Sensörü kullanarak doğru ölçümler elde etmek istediğinizde, ortam sıcaklığının değişip değişmediğini dikkate almanız gerektiği anlamına gelir. Sıcaklığın yansıyan dalga boyu üzerindeki etkisini ΔλB = λB(1 - Pe)Δε + λB(αf - ξ) formülünden çıkarmanız gerekir. Başka bir deyişle, ΔT = 0 tutmanız (sabit bir ortam sıcaklığı sağlamanız) veya ΔT değerini bilmeniz (ortam sıcaklığı değişiminin miktarını bilmeniz) gerekir. Bu işleme Fiber Bragg Izgara Gerilim Sensörleri için sıcaklık telafisi.
 |
|
Görsel 11 |
Zaten aynı ortamda ΔT'nin tam değerini belirlemek için bir Fiber Bragg Izgara Sıcaklık Sensörüne (FBG Thermometer) produced by DCYS that can accurately measure temperature, we can place this accurate temperature-measuring Fiber Bragg Izgara Sıcaklık Sensörüne (FBG Thermometer) and the Fiber Bragg Izgara Gerilim Sensörü (FBG Yük Hücresi, FBG Basınç Sensörü) sahip olduğumuz için.
Sonuç olarak, sıcaklık değişimlerinin etkisini ortadan kaldırmak için ΔλB = λB(1 - Pe)Δε + λB(αf - ξ) formülünü kullanabiliriz, bu da Fiber Bragg Izgara Gerilim Sensörünün (FBG Yük Hücresi, FBG Basınç Sensörü) gerilimi ve basıncı doğru bir şekilde ölçmesini sağlar.
2. Further reading:
Fiber Bragg Izgara Gerilim Sensörleri için Sıcaklık Telafisi Prensibi ve Şeması
Ⅶ. Fiber Bragg Izgara Gerinim Sensörleri için Sıcaklık Telafisi Neden Gereklidir? Doğru Ölçüm için Sıcaklık Telafisi Prensibi (FBG Gerinim Ölçer).
FBG Gerilim Sensörleri için sıcaklık telafisi prensibi, FBG Şekil Sensörleri, FBG Gaz Sensörleri, FBG Eğim Sensörleri, FBG Basınç Sensörleri vb. gibi diğer Fiber Bragg Izgara sensör türleri için de geçerlidir.
Ⅷ. Fiber Bragg Izgara Sensörleri, Dağıtık Fiber Sensörler Arasındaki Farklar ve Bağlantılar ile Dağıtık Fiber Algılama Teknolojisinden Prensip Farkları.
Fiber Bragg Izgara algılama teknolojisi ve Optik Fiber algılama teknolojisi, tıpkı 'Fiber Bragg Izgara sensörleri ve Optik Fiber sensörleri kapsayıcı kavramlardır' gibi kapsayıcı kavramlardır.
Fiber Bragg Izgara algılama teknolojisi bir Optik Fiber algılama teknolojisi türüdür ve Fiber Bragg Izgara sensörleri bir Optik Fiber sensör türüdür. Fiber Bragg Izgara algılama teknolojisinin temel prensipleri bu metinde tartışılmıştır ve burada tekrarlanmayacaktır.
1. Dağıtık Fiber Optik Algılama Teknolojisinin Prensibi ve Şeması
Dağıtık Optik Fiber sensörler ve Fiber Bragg Izgara sensörler aynı Optik Fiber sensör kategorisine aittir. Ancak, Fiber Bragg Izgara sensörlerinden farklı olarak, yaygın Dağıtık Optik Fiber algılama teknolojisi, fiber içindeki çeşitli saçılma yoğunluğu, frekans ve faz bilgilerine dayanır ve fiberi algılama birimi olarak kullanır.
Ölçülen fiziksel büyüklükler yalnızca fibere bağlı değildir, aynı zamanda daha çok modülasyon-demodülasyon cihazlarına ve algoritmalara dayanır. Ölçülen fiziksel büyüklükler genellikle fiber boyunca belirli konumlardaki fiziksel büyüklüklerin ortalama değerleridir (örneğin, 10 kilometrelik bir fiberde her 1 metredeki ortalama sıcaklık). Algılama prensibi aşağıdaki şemadan anlaşılabilir:
 |
|
Görsel 13 |
Benzer şekilde, Optik Fiber algılama cihazından yayılan geniş bantlı ışık, fibere soldan sağa girer ve fiberdeki doğal safsızlıklar nedeniyle ışık yayılma sırasında saçılır.
Işık parçacıklarının fiberdeki safsızlıklarla çarpıştığını ve bunun sonucunda parçacıkların farklı frekanslarda çeşitli yönlere saçıldığını düşünebilirsiniz. Bu saçılan ışık sinyalleri topluca saçılan ışık olarak adlandırılır ve üç türü vardır: Rayleigh saçılması, Raman saçılması, ve Brillouin saçılması, farklı frekans özelliklerine göre.
Bu saçılan ışık sinyalleri tipik olarak fiberin bulunduğu ortamın konumu, sıcaklığı, gerilimi, gerinimi, titreşimi ve diğer fiziksel büyüklükleriyle ilişkilidir. Bu nedenle, fiber içindeki saçılan ışık sinyallerindeki değişiklikleri ölçerek bu fiziksel büyüklükleri ölçmek için çeşitli cihazlar geliştirilmiştir.
2. Daha fazla okuma:
3. Fiber Bragg Izgara Algılama Teknolojisi ile Dağıtık Optik Fiber Algılama Teknolojisi Arasındaki Prensip Farkı Hakkında Video: