Вибір розподілених волоконно-оптичних датчиків

1. Чи використовує обладнання OFDR звичайні оптичні волокна як датчики?

Так, усі типи одномодового волокна можна використовувати безпосередньо.

2. Скільки коштують ці оптичні волокна?

Ціни на різні одномодові оптичні волокна коливаються від кількох центів за метр до десятків, сотень і навіть тисяч доларів за метр. Вибір в основному залежить від сценарію тестування та потреб. Наприклад, якщо ви хочете виміряти деформацію, ви можете вибрати волокно без волокна та волокно з щільною оболонкою; якщо ви хочете виміряти температуру, ви можете вибрати волокно PI в межах 350 градусів, волокно з алюмінієвим покриттям в межах 400 градусів і позолочене волокно в межах 700 градусів.

3. Для вимірювання деформації порекомендуйте мені волоконно-оптичний датчик.

Для вимірювання деформації в лабораторії ми найчастіше використовуємо поліімідне оптичне волокно (скорочено PI-волокно) і волоконну решітку зі слабким відображенням. Якщо тестове середовище є складним, щоб забезпечити виживання оптичного волокна, можна вибрати оптичне волокно з щільною оболонкою.

4. Що таке волокно PI?

Зазвичай оптичне волокно має тришарову структуру, зсередини назовні, це серцевина, оболонка та покриття. Шар покриття має різні матеріали. Наприклад, шар покриття звичайного одномодового оптичного волокна виготовлений з акрилової смоли, а шар покриття оптичного волокна PI виготовлений з полііміду (PI). Обидва типи одномодових оптичних волокон можна демодулювати за допомогою обладнання OFDR, але датчик оптичного волокна PI дає кращі результати вимірювань і використовується частіше.

5. Які конкретні відмінності між цими двома типами тестів на розтягнення оптичного волокна?

Порівняно з оптичним волокном з акриловим покриттям, матеріал покриття оптичного волокна PI твердіший, має більший модуль пружності та має кращий ефект передачі напруги. Крім того, оптичне волокно PI також можна використовувати для вимірювання високої температури в межах 350 градусів, і лінійність вимірювання температури також дуже хороша.

5. Ви щойно говорили про волоконний датчик Брегга. Що це конкретно?

Зазвичай повна назва – це волоконно-волоконна гратка зі слабким відображенням, яка є щільно розподіленою волоконно-волоконною ґраткою зі слабким відображенням на оптичному волокні, і її відбивна здатність зазвичай становить менше 0,1%. Звичайні слабкі затворні матриці включають: один затвор 1 см, довжина затворної зони 9 мм, а відстань між двома сусідніми FBG 1 мм. Процес підготовки масиву слабкої решітки - це технологія решітки в режимі креслення вежі, яка не потребує відшаровування шару покриття, а механічна міцність оптичного волокна висока. Крім того, слабкі решітки однакової довжини хвилі можна демодулювати за допомогою обладнання OFDR для досягнення високостабільного розподіленого вимірювання температури деформації з високою роздільною здатністю.

6. Що таке датчик волоконної решітки Брегга?

Зазвичай повна назва – це волоконно-волоконна гратка зі слабким відображенням, яка є щільно розподіленою волоконно-волоконною ґраткою зі слабким відображенням на оптичному волокні, і її відбивна здатність зазвичай становить менше 0,1%. Звичайні слабкі затворні матриці включають: один затвор 1 см, довжина затворної зони 9 мм, а відстань між двома сусідніми FBG 1 мм. Процес підготовки масиву слабкої решітки - це технологія решітки в режимі креслення вежі, яка не потребує відшаровування шару покриття, а механічна міцність оптичного волокна висока. Крім того, слабкі решітки однакової довжини хвилі можна демодулювати за допомогою обладнання OFDR для досягнення високостабільного розподіленого вимірювання температури деформації з високою роздільною здатністю.

7. Чи є якась різниця між слабким масивом сітки та звичайним волоконно-оптичним датчиком?

Загалом, масив слабкої гратки має вищий сигнал розсіювання Релея, ніж звичайне одномодове волокно, тому він має хорошу стабільність при тестуванні та сильну здатність протидіяти перешкодам. Він більше підходить для квазідинамічних вимірювань, середовищ із невеликою вібрацією або тремтінням волокна, і може додатково покращити стабільність тесту та здатність протидіяти перешкодам.

8. Який тестовий ефект оптичного волокна з щільною оболонкою та як його вибрати?

Обладнання OFDR опосередковано відображає деформацію конструкції шляхом вимірювання деформації оптичного волокна, прокладеного на конструкції. Щоб досягти вимірювання структурної деформації, волоконно-оптичний датчик потрібно вбудувати всередину конструкції або наклеїти на поверхню конструкції. З аналізу шляху передачі деформації ефект передачі деформації голого волокна є більш ідеальним, ніж ефект передачі деформації оптичного волокна з щільною оболонкою. Чим менший діаметр оптичного волокна з щільною оболонкою, тим менші втрати при передачі деформації та кращий ефект вимірювання деформації. Звичайні типи оптичних волокон із щільною оболонкою включають: 0.9 мм діаметром, 2 мм діаметром та броньовані оптичні кабелі більшого діаметру. Зазвичай в якості датчиків рекомендується віддавати перевагу оптичним волокнам з щільною оболонкою малого діаметра.