Co to jest czujnik światłowodowy? Rozproszone wykrywanie światłowodów i wykrywanie siatek

Co to jest wykrywanie światłowodowe?

Technologia czujników światłowodowych gromadzi dane dotyczące odkształceń i temperatury związane z konstrukcją w celu sprawdzenia konstrukcji i modelu termicznego, zapewnić integralność strukturalną, i poprawić efektywność operacyjną.
Detekcja światłowodowa i tradycyjna technologia

Tensometry i termopary od dawna stanowią standardy pomiaru odkształcenia i temperatury podczas procesu testowania. Chociaż te technologie istnieją od dziesięcioleci, nie zawsze są w stanie skutecznie testować i monitorować dzisiejsze innowacje. Ograniczenia starszych technologii nie są związane z dokładnością, ale głównie do poziomu wiedzy, jaką zapewniają dane. Tensometry i termopary dostarczają jedynie punktów informacyjnych, while certain types of fiber optic sensors can provide spatially continuous data along the entire length of the fiber optic. Więc, engineers can measure the strain field and temperature distribution on the structure to better understand the behavior of components under different conditions. Point sensors only allow engineers to monitor key points, while distributed (spatial continuous data) sensors can measure key points and what happens between them. This insight is very valuable when designing new composite materials. W dodatku, fiber optic sensors can be embedded in materials to better understand the internal behavior of composite components and structures.

Fundamentals of Fiber Optic Sensing

The inherent fiber optic sensing technology, in which the fiber optic cable itself is a sensor. In the division of internal sensors, ogólnie istnieją trzy generacje technologii: punktowa siatka Bragga z włókien (FBG (Przedsiębiorstwo Wywiadowcze) oparte na czujnikach, rozpraszanie, i przestrzennie ciągły FBG. Technologia rozpraszania wykorzystuje pomiar w pełni rozproszony, podczas gdy technologia FBG może obejmować niewielką liczbę punktów detekcji lub pełną dystrybucję, w zależności od tego, jak system interpretuje sygnał z czujników.

FBG działa jak małe lustro i jest produkowany w rdzeniu światłowodu. Kiedy światło rozchodzi się wzdłuż światłowodu, każda siatka odbija część sygnału z powrotem do systemu. System rozpoznaje zmiany w sygnale zwrotnym i interpretuje te informacje, aby zapewnić dokładne pomiary odkształcenia i temperatury. Większość systemów opartych na FBG ma kilka punktów detekcji wzdłuż każdego światłowodu. Chociaż ta funkcja multipleksowania stanowi duży postęp w tradycyjnej technologii, it still cannot provide the sensor density required for monitoring between critical areas. Some advantages of point FBG sensors include accuracy, the ability to perform dynamic testing, i szybką akwizycję danych.

Scattering technology does not use FBG at all, but relies on defects in optical cables to obtain readings. Obecnie, three different types of scattering techniques are used in sensing systems, each with different functions. Ogólnie mówiąc, scattering based fiber optic sensing systems benefit from distributed data and long sensing lengths. Jednak, they have low data fidelity, very slow data acquisition rates on the order of a few minutes, and are susceptible to vibration limitations when performing static operations.

Światłowodowy czujnik temperatury, Inteligentny system monitorowania, Rozproszony producent światłowodów w Chinach