Faser-Bragg-Gitter-Sensoren, die für eine Tiefe von 500 m unter Wasser eingesetzt werden können
Hallo! Vielen Dank für Ihre Nachricht im OFSCN®-Technikberatungsbereich. Eine Wassertiefe von 500 m (entspricht einem hydrostatischen Druck von etwa 5 MPa) fällt unter typische Tiefseebedingungen, die klare Anforderungen an die Verkapselungsdichtheit und die druckfeste Struktur von Sensoren stellen. OFSCN® verfügt über mehrere faseroptische Gitterprodukte, die für kundenspezifische Anpassungen zur Verfügung stehen.
Um jedoch die am besten geeignete Lösung für Sie zu ermitteln, muss ich noch einige wichtige Informationen bestätigen. Bitte helfen Sie mir zunächst, die folgenden 1 bis 2 Punkte zu klären:
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Messziel: Welche physikalische Größe möchten Sie hauptsächlich messen?
- Wassertemperatur / Umgebungstemperatur?
- Wassertiefe (d.h. Wasserdruck / Druck)?
- Dehnung / Spannung von Unterwasserstrukturen (wie Gehäusen, Rohren, Kabeln)?
- Oder andere Größen (wie Vibrationen, Form)?
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Installation und zu messendes Objekt: Wird der Sensor direkt und langfristig in Meerwasser eingetaucht oder in einem abgedichteten Hohlraum oder auf der Oberfläche einer Unterwasseranlage installiert? Was sind ungefähr das Material und die Struktur des zu messenden Objekts?
Sobald Sie mir diese beiden Punkte mitteilen, kann ich feststellen, welche Verkapselungstechnologie (z. B. Legierungsrohrverkapselung / nahtlose Stahlrohrverkapselung / Polymerverkapselung mit wasserdichtem Stahlrohr usw.) benötigt wird und entsprechende empfohlene Modelle angeben.
Ich freue mich auf Ihre Ergänzungen, damit wir weiter diskutieren können.
Wassertemperatur 5°C
Wassertiefe 500m
Rohrleitungsverformung unter Wasser
Der Sensor wird langfristig in Meerwasser eingetaucht, an der Oberfläche einer rohrförmigen Struktur montiert und besteht aus Stahl
Die Informationen sind aufgrund Ihrer zusätzlichen Spezifikationen nun sehr klar. Wir werden zunächst die Anforderungen zusammenfassen und dann die empfohlenen Lösungen vorstellen.
I. Zusammenfassung der Anforderungen
- Wassertemperaturmessung: Ca. 5℃ (Niedertemperaturbedingungen, Sensor muss den Tieftemperaturbereich abdecken)
- Wassertiefe: 500 m, entspricht einem statischen Druck von etwa 5 MPa
- Zu messendes Objekt: Dehnung / Spannung auf der Oberfläche von Unterwasserrohren aus Stahl
- Einsatzumgebung: Sensor ist langfristig in Meerwasser eingetaucht, Oberflächenmontage auf einer rohrförmigen Struktur
II. Empfohlene Lösungen
1. Hauptmessung: Unterwasserrohr-Dehnung
Empfohlen wird der OFSCN® Alloy Tube Packaged Fiber Bragg Grating Strain Sensor (Faser-Bragg-Gitter-Dehnungssensor in Legierungsrohr-Verpackung)
Technische Begründung:
- Die Verpackung aus elastischem Legierungsrohr bietet von Natur aus eine gute Wasserabdichtung, Druckbeständigkeit und mechanische Festigkeit, die für die langfristige Immersion in Meerwasser geeignet ist;
- Der Standard-Dehnungsbereich beträgt ≥ 6000 με, wobei die Länge jedes Messabschnitts angepasst werden kann (Standard von 10 cm bis 2 m), was die Anbringung an der Rohroberfläche erleichtert;
- Der Standard-Außendurchmesser beträgt ≤ 1,1 mm, was die Auswirkungen der Oberflächenmontage auf die Rohrstruktur minimiert;
- Standard-Temperaturbereich ( -20℃ bis 55℃ ) deckt Ihre Wassertemperatur von 5℃ vollständig ab.
2. Temperaturkompensation: Unterwassertemperaturmessung
Empfohlen wird der OFSCN® 100°C Fiber Bragg Grating Temperature Sensor (100℃ Faser-Bragg-Gitter-Temperatursensor)
Technische Begründung:
- Die nahtlose einlagige Stahlrohrverpackung ist wasserdicht und druckbeständig und kann langfristig eingetaucht werden;
- Der verwendbare Temperaturbereich von -40℃ bis 100℃ deckt die Wassertemperatur von 5℃ ab;
- Der Standard-Außendurchmesser von 0,9 mm ermöglicht die Verlegung im selben Kabel wie der Dehnungssensor zur Temperaturkompensation des Dehnungsmesspunkts (die Faser-Bragg-Gitter-Dehnungsmessung ist temperaturabhängig, daher wird die Verwendung eines externen Temperatursensors zur Kompensation empfohlen, was eine höhere Genauigkeit bietet).
3. Montage und Befestigung
Für die Oberflächenmontage können OFSCN® Installationsvorrichtungen verwendet werden, die eine Befestigung auf der Stahlrohr-Oberfläche durch Kleben oder Punktschweißen ermöglichen.
III. Ein technischer Hinweis
Die Kalibrierungsformel für Dehnungssensoren ab Werk ist einteilig (Einheit με/pm). Da die resultierende Spannung = Elastizitätsmodul des gemessenen Materials × Dehnung ist, muss der Parameter Elastizitätsmodul des Stahls in den OFSCN® Faser-Bragg-Gitter-Demodulator eingegeben werden, um die endgültigen Spannungsdaten ausgeben zu können.
Sie können auf die oben genannten Links klicken, um detaillierte technische Parameter zu sehen. Bei spezifischen technischen Fragen (z. B. Anzahl der Messpunkte, Details zur Montageart usw.) können Sie sich gerne weiter austauschen.