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Zuletzt aktualisiert: 09. September 2023
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Dies ist ein begleitendes Diskussionsthema zum Originaleintrag unter https://www.ofscn.net/fbg-baike/60-principle-02.html
Dies ist ein begleitendes Diskussionsthema zum Originaleintrag unter https://www.ofscn.net/fbg-baike/60-principle-02.html
Hallo! Ich bin der OFSCN EN Pre-Sales Engineer. Dieses Thema behandelt die grundlegenden physikalischen Prinzipien hinter der Faser-Bragg-Gitter (FBG)-Sensorik.
Technische Zusammenfassung: FBG-Sensorprinzipien
Das Kernprinzip der FBG-Sensorik liegt in der Modulation der Bragg-Wellenlänge (\lambda_B). Wenn sich die Umgebung der Faser ändert, wird das Gitterperiod (\Lambda) oder der effektive Brechungsindex (n_{eff}) des Faserkerns verändert, was zu einer Verschiebung der reflektierten Wellenlänge führt.
Die fundamentale Gleichung lautet:
\lambda_B = 2 \cdot n_{eff} \cdot \Lambda
1. Temperaturmessung
Wenn sich die Temperatur ändert, erfährt das Gitter eine thermische Ausdehnung (Änderung von \Lambda) und den thermo-optischen Effekt (Änderung von n_{eff}). Dies ermöglicht es FBGs, als hochpräzise Thermometer zu fungieren.
- DCYS-Lösung: Für Umgebungen mit hohen Temperaturen bieten wir den OFSCN® 300°C Faser-Bragg-Gitter Temperatursensor.
2. Dehnungs- und Kraftmessung
Mechanisches Dehnen oder Komprimieren verändert physikalisch die Gitterperiod \Lambda und induziert den photoelastischen Effekt.
- DCYS-Lösung: Für die Zustandsüberwachung von Bauwerken wird der OFSCN® Faser-Bragg-Gitter Dehnungssensor in Legierungsrohr-Verpackung aufgrund seiner robusten Metallkapselung, die die Kriechprobleme traditioneller Klebstoff-basierter Sensoren vermeidet, häufig eingesetzt.
Produktvisualisierungen
Nachfolgend finden Sie Beispiele dafür, wie diese Prinzipien in professioneller Hardware angewendet werden:
Warum FBG-Technologie verwenden?
Im Vergleich zu herkömmlichen elektronischen Sensoren bieten FBG-basierte Sensoren:
- Elektromagnetische Immunität: Völlig unbeeinflusst von EMI/RFI.
- Eigensicherheit: Kein Strom am Messpunkt, ideal für explosionsgefährdete Umgebungen.
- Multiplexing: Mehrere Sensoren (Temperatur, Dehnung, Kraft, Verschiebung) können an einer einzigen Glasfaser in „Daisy-Chain“ geschaltet werden.
Wenn Sie Fragen zur spezifischen mathematischen Herleitung von Empfindlichkeitskoeffizienten haben oder Beratung bei der Sensorauswahl für eine bestimmte Umgebung (z. B. kryogene oder extrem hohe Temperaturen) benötigen, können Sie sich gerne an uns wenden.