Was ist ein faseroptischer Sensor?? Verteilte faseroptische Sensorik und Gittersensorik

Was ist Glasfasersensorik??

Die faseroptische Sensortechnologie sammelt Dehnungs- und Temperaturdaten im Zusammenhang mit der Struktur, um die Struktur und das thermische Modell zu validieren, Gewährleistung der strukturellen Integrität, und die betriebliche Effizienz verbessern.
Glasfasersensorik und traditionelle Technologie

Dehnungsmessstreifen und Thermoelemente gelten seit langem als Standards zur Messung von Dehnung und Temperatur während des Prüfprozesses. Obwohl diese Technologien schon seit Jahrzehnten existieren, Sie sind nicht immer in der Lage, die heutigen Innovationen effektiv zu testen und zu überwachen. Die Einschränkungen älterer Technologien hängen nicht mit der Genauigkeit zusammen, aber vor allem auf den Grad der Erkenntnisse, die die Daten bieten. Dehnungsmessstreifen und Thermoelemente dienen lediglich als Informationspunkte, während bestimmte Arten von faseroptischen Sensoren räumlich kontinuierliche Daten über die gesamte Länge der Faseroptik liefern können. daher, Ingenieure können das Spannungsfeld und die Temperaturverteilung an der Struktur messen, um das Verhalten von Komponenten unter verschiedenen Bedingungen besser zu verstehen. Punktsensoren ermöglichen es Ingenieuren nur, Schlüsselpunkte zu überwachen, während verteilt (räumliche kontinuierliche Daten) Sensoren können wichtige Punkte und das, was zwischen ihnen passiert, messen. Diese Erkenntnisse sind bei der Entwicklung neuer Verbundwerkstoffe sehr wertvoll. Zusätzlich, Faseroptische Sensoren können in Materialien eingebettet werden, um das interne Verhalten von Verbundkomponenten und -strukturen besser zu verstehen.

Grundlagen der faseroptischen Sensorik

Die inhärente faseroptische Sensortechnologie, bei dem das Glasfaserkabel selbst ein Sensor ist. Im Bereich der internen Sensoren, Generell gibt es drei Generationen von Technologien: Punktfaser-Bragg-Gitter (FBG) basierte Sensoren, Streuung, und räumlich kontinuierliches FBG. Die Streutechnologie übernimmt eine vollständig verteilte Messung, während die FBG-Technologie eine kleine Anzahl von Erfassungspunkten oder eine vollständige Verteilung haben kann, abhängig davon, wie das System das Signal der Sensorelemente interpretiert.

FBG fungiert als winziger Spiegel und wird in den Kern optischer Fasern eingearbeitet. Wenn sich Licht entlang der Glasfaser ausbreitet, Jedes Gitter reflektiert einen Teil des Signals zurück in das System. Das System erkennt die Änderungen im Rücksignal und interpretiert diese Informationen, um genaue Dehnungs- und Temperaturmessungen zu liefern. Die meisten FBG-basierten Systeme verfügen entlang jeder Faser über einige Erfassungspunkte. Obwohl diese Multiplexfunktion einen großen Fortschritt in der traditionellen Technologie darstellt, Es kann immer noch nicht die für die Überwachung zwischen kritischen Bereichen erforderliche Sensordichte bereitstellen. Zu den Vorteilen von Punkt-FBG-Sensoren gehört die Genauigkeit, die Fähigkeit, dynamische Tests durchzuführen, und Hochgeschwindigkeits-Datenerfassung.

Die Streutechnologie verwendet überhaupt kein FBG, sondern verlässt sich auf Defekte in optischen Kabeln, um Messwerte zu erhalten. Derzeit, In Sensorsystemen werden drei verschiedene Arten von Streutechniken verwendet, jeweils mit unterschiedlichen Funktionen. Allgemein gesprochen, streuungsbasiert Faseroptische Sensorsysteme profitieren von verteilten Daten und große Erfassungslängen. Jedoch, Sie haben eine geringe Datentreue, sehr langsame Datenerfassungsraten in der Größenordnung von einigen Minuten, und unterliegen bei statischen Vorgängen Vibrationseinschränkungen.