ما هو مستشعر الألياف الضوئية? استشعار الألياف الضوئية الموزعة واستشعار الشبكة

ما هو استشعار الألياف الضوئية?

تقوم تقنية استشعار الألياف الضوئية بجمع بيانات الضغط ودرجة الحرارة المتعلقة بالهيكل للتحقق من صحة الهيكل والنموذج الحراري, ضمان السلامة الهيكلية, وتحسين الكفاءة التشغيلية.
استشعار الألياف الضوئية والتكنولوجيا التقليدية

لطالما كانت مقاييس الضغط والمزدوجات الحرارية هي المعايير لقياس الضغط ودرجة الحرارة أثناء عملية الاختبار. على الرغم من أن هذه التقنيات موجودة منذ عقود, فهم ليسوا قادرين دائمًا على اختبار ومراقبة ابتكارات اليوم بشكل فعال. لا تتعلق القيود المفروضة على التقنيات القديمة بالدقة, ولكن بشكل أساسي إلى مستوى الرؤية التي توفرها البيانات. توفر مقاييس الضغط والمزدوجات الحرارية نقاط معلومات فقط, بينما يمكن لأنواع معينة من مستشعرات الألياف الضوئية توفير بيانات مكانية مستمرة على طول الألياف الضوئية بالكامل. لذلك, يمكن للمهندسين قياس مجال الضغط وتوزيع درجة الحرارة على الهيكل لفهم سلوك المكونات بشكل أفضل في ظل ظروف مختلفة. تسمح أجهزة استشعار النقاط للمهندسين فقط بمراقبة النقاط الرئيسية, بينما تم توزيعها (البيانات المكانية المستمرة) يمكن لأجهزة الاستشعار قياس النقاط الرئيسية وما يحدث بينها. هذه الرؤية ذات قيمة كبيرة عند تصميم مواد مركبة جديدة. بالإضافة, يمكن دمج مستشعرات الألياف الضوئية في المواد لفهم السلوك الداخلي للمكونات والهياكل المركبة بشكل أفضل.

أساسيات استشعار الألياف البصرية

تقنية استشعار الألياف الضوئية المتأصلة, حيث يكون كابل الألياف الضوئية نفسه بمثابة جهاز استشعار. في قسم الحساسات الداخلية, هناك عموما ثلاثة أجيال من التقنيات: نقطة الألياف براج صريف (إف بي جي) أجهزة الاستشعار القائمة, نثر, وFBG المستمر مكانيا. تعتمد تقنية التشتت القياس الموزع بالكامل, بينما يمكن أن تحتوي تقنية FBG على عدد صغير من نقاط الاستشعار أو التوزيع الكامل, اعتمادًا على كيفية تفسير النظام للإشارة من عناصر الاستشعار.

يعمل FBG كمرآة صغيرة ويتم تصنيعه في قلب الألياف الضوئية. عندما ينتشر الضوء على طول الألياف الضوئية, يعكس كل صريف جزءًا من الإشارة مرة أخرى إلى النظام. يتعرف النظام على التغييرات في إشارة الإرجاع ويفسر هذه المعلومات لتوفير قياسات دقيقة للضغط ودرجة الحرارة. تحتوي معظم الأنظمة المعتمدة على FBG على بعض نقاط الاستشعار على طول كل ليف. على الرغم من أن وظيفة تعدد الإرسال هذه تمثل تقدمًا كبيرًا في التكنولوجيا التقليدية, لا يزال غير قادر على توفير كثافة المستشعر المطلوبة للمراقبة بين المناطق الحرجة. تتضمن بعض مزايا مستشعرات النقطة FBG الدقة, القدرة على إجراء الاختبار الديناميكي, والحصول على البيانات بسرعة عالية.

تقنية التشتت لا تستخدم FBG على الإطلاق, ولكنها تعتمد على عيوب في الكابلات الضوئية للحصول على القراءات. حالا, يتم استخدام ثلاثة أنواع مختلفة من تقنيات التشتت في أنظمة الاستشعار, لكل منها وظائف مختلفة. بشكل عام, على أساس التشتت تستفيد أنظمة استشعار الألياف الضوئية من التوزيع البيانات وأطوال الاستشعار الطويلة. لكن, لديهم دقة بيانات منخفضة, معدلات الحصول على البيانات بطيئة للغاية في حدود بضع دقائق, وتكون عرضة لقيود الاهتزاز عند إجراء عمليات ثابتة.

مستشعر درجة حرارة الألياف البصرية, نظام مراقبة ذكي, الشركة المصنعة للألياف البصرية الموزعة في الصين