What is fiber optic sensor? Distributed fiber optic sensing and grating sensing

What is fiber optic sensing?

Fiber optic sensing technology collects strain and temperature data related to the structure to validate the structure and thermal model, ensure structural integrity, and improve operational efficiency.
Fiber optic sensing and traditional technology

Strain gauges and thermocouples have long been the standards for measuring strain and temperature during the testing process. Although these technologies have existed for decades, they are not always able to effectively test and monitor today’s innovations. The limitations of legacy technologies are not related to accuracy, but mainly to the level of insight provided by the data. Strain gauges and thermocouples only provide information points, habang ang ilang uri ng fiber optic sensor ay maaaring magbigay ng spatially na tuluy-tuloy na data sa buong haba ng fiber optic. Samakatuwid, masusukat ng mga inhinyero ang strain field at pamamahagi ng temperatura sa istraktura upang mas maunawaan ang pag-uugali ng mga bahagi sa ilalim ng iba't ibang kundisyon. Pinapayagan lamang ng mga point sensor ang mga inhinyero na subaybayan ang mga pangunahing punto, habang ipinamahagi (spatial na tuloy-tuloy na data) masusukat ng mga sensor ang mga pangunahing punto at kung ano ang nangyayari sa pagitan ng mga ito. Napakahalaga ng insight na ito kapag nagdidisenyo ng mga bagong composite na materyales. Bilang karagdagan, Ang mga fiber optic sensor ay maaaring i-embed sa mga materyales upang mas maunawaan ang panloob na pag-uugali ng mga composite na bahagi at istruktura.

Mga Batayan ng Fiber Optic Sensing

Ang likas na teknolohiya ng fiber optic sensing, kung saan ang fiber optic cable mismo ay isang sensor. Sa dibisyon ng mga panloob na sensor, there are generally three generations of technologies: point fiber Bragg grating (FBG) nakabatay sa mga sensor, nakakalat, and spatially continuous FBG. Scattering technology adopts fully distributed measurement, while FBG technology can have a small number of sensing points or complete distribution, depending on how the system interprets the signal from the sensing elements.

FBG acts as a tiny mirror and is manufactured into the core of optical fibers. When light propagates along the fiber optic, each grating reflects a portion of the signal back into the system. The system recognizes the changes in the return signal and interprets this information to provide accurate strain and temperature measurements. Most FBG based systems have some sensing points along each fiber. Although this multiplexing function is a major advancement in traditional technology, hindi pa rin nito maibibigay ang density ng sensor na kinakailangan para sa pagsubaybay sa pagitan ng mga kritikal na lugar. Ang ilang mga pakinabang ng mga sensor ng point FBG ay kinabibilangan ng katumpakan, ang kakayahang magsagawa ng dynamic na pagsubok, at high-speed data acquisition.

Ang teknolohiya ng scattering ay hindi gumagamit ng FBG, ngunit umaasa sa mga depekto sa mga optical cable upang makakuha ng mga pagbabasa. Sa kasalukuyan, tatlong magkakaibang uri ng scattering technique ang ginagamit sa sensing system, bawat isa ay may iba't ibang function. Sa pangkalahatan, scattering based nakikinabang ang mga fiber optic sensing system mula sa ipinamahagi data at mahabang haba ng sensing. Gayunpaman, mayroon silang mababang data fidelity, napakabagal na mga rate ng pagkuha ng data sa pagkakasunud-sunod ng ilang minuto, at madaling kapitan sa mga limitasyon ng vibration kapag nagsasagawa ng mga static na operasyon.

Sensor ng temperatura ng fiber optic, Intelligent na sistema ng pagsubaybay, Ibinahagi ang tagagawa ng fiber optic sa China