Wat is een glasvezelsensor? Gedistribueerde glasvezeldetectie en roosterdetectie-INNO

Wat is glasvezeldetectie?

Glasvezeldetectietechnologie verzamelt spannings- en temperatuurgegevens met betrekking tot de structuur om de structuur en het thermische model te valideren, zorgen voor structurele integriteit, en de operationele efficiëntie verbeteren.
Glasvezeldetectie en traditionele technologie

Rekstrookjes en thermokoppels zijn lange tijd de standaard geweest voor het meten van rek en temperatuur tijdens het testproces. Hoewel deze technologieën al tientallen jaren bestaan, ze zijn niet altijd in staat de innovaties van vandaag effectief te testen en te monitoren. De beperkingen van oudere technologieën hebben geen betrekking op nauwkeurigheid, maar vooral op het niveau van inzicht dat de data bieden. Rekstrookjes en thermokoppels geven alleen informatiepunten, terwijl bepaalde soorten glasvezelsensoren ruimtelijk continue gegevens kunnen leveren over de gehele lengte van de glasvezel. Daarom, ingenieurs kunnen het spanningsveld en de temperatuurverdeling op de constructie meten om het gedrag van componenten onder verschillende omstandigheden beter te begrijpen. Met puntsensoren kunnen ingenieurs alleen belangrijke punten bewaken, terwijl gedistribueerd (ruimtelijke continue gegevens) sensoren kunnen belangrijke punten meten en wat er daartussen gebeurt. Dit inzicht is zeer waardevol bij het ontwerpen van nieuwe composietmaterialen. Bovendien, glasvezelsensoren kunnen in materialen worden ingebed om het interne gedrag van composietcomponenten en -structuren beter te begrijpen.

Grondbeginselen van glasvezeldetectie

De inherente glasvezeldetectietechnologie, waarbij de glasvezelkabel zelf een sensor is. In de verdeling van interne sensoren, er zijn over het algemeen drie generaties technologieën: puntvezel Bragg-rooster (FBG) gebaseerde sensoren, verstrooiing, en ruimtelijk continue FBG. Verstrooiingstechnologie maakt gebruik van volledig gedistribueerde metingen, terwijl FBG-technologie een klein aantal detectiepunten of volledige distributie kan hebben, afhankelijk van hoe het systeem het signaal van de sensorelementen interpreteert.

FBG fungeert als een kleine spiegel en wordt vervaardigd in de kern van optische vezels. Wanneer licht zich voortplant langs de glasvezel, elk rooster reflecteert een deel van het signaal terug in het systeem. Het systeem herkent de veranderingen in het retoursignaal en interpreteert deze informatie om nauwkeurige rek- en temperatuurmetingen te verkrijgen. De meeste op FBG gebaseerde systemen hebben enkele detectiepunten langs elke vezel. Hoewel deze multiplexfunctie een belangrijke vooruitgang is in de traditionele technologie, het kan nog steeds niet de sensordichtheid bieden die nodig is voor monitoring tussen kritieke gebieden. Enkele voordelen van punt-FBG-sensoren zijn onder meer nauwkeurigheid, het vermogen om dynamisch testen uit te voeren, en snelle data-acquisitie.

Verstrooiingstechnologie maakt helemaal geen gebruik van FBG, maar vertrouwt op defecten in optische kabels om metingen te verkrijgen. Nu, In detectiesystemen worden drie verschillende soorten verstrooiingstechnieken gebruikt, elk met verschillende functies. Over het algemeen gesproken, verstrooiing gebaseerd glasvezeldetectiesystemen profiteren van gedistribueerde gegevens en lange detectielengtes. Echter, ze hebben een lage gegevensgetrouwheid, zeer lage data-acquisitiesnelheden in de orde van enkele minuten, en zijn gevoelig voor trillingsbeperkingen bij het uitvoeren van statische werkzaamheden.