Ivan | www.ofscn.net
最終更新日: 2023年9月09日
こんにちは！OFSCNのプリセールスエンジニアです。このトピックでは、ファイバーブラッググレーティング（FBG）センシングの背後にある基本的な物理原理を解説します。
技術概要：FBGセンシングの原理
FBGセンシングの核心となる原理は、**ブラッグ波長（$\lambda_B$）**の変調にあります。ファイバー周囲の環境が変化すると、グレーティング周期（$\Lambda$）またはファイバーコアの実効屈折率（$n_{eff}$）が変化し、反射波長のシフトを引き起こします。
基本式は以下の通りです。
\lambda_B = 2 \cdot n_{eff} \cdot \Lambda
1. 温度センシング
温度が変化すると、グレーティングは熱膨張（$\Lambda$の変化）と熱光学効果（$n_{eff}$の変化）を受けます。これにより、FBGは高精度な温度計として機能します。
- **DCYSソリューション：**高温環境向けに、OFSCN® 300°Cファイバーブラッググレーティング温度センサーを提供しています。
2. ひずみ・応力センシング
機械的な伸縮や圧縮は、グレーティング周期$\Lambda$を物理的に変化させ、光弾性効果を誘発します。
- **DCYSソリューション：**構造ヘルスモニタリング向けに、OFSCN® 合金チューブパッケージングFBGひずみセンサーは、従来の接着剤ベースのセンサーに伴うクリープ問題を回避する堅牢な金属カプセル化により、広く使用されています。
製品ビジュアル
これらの原理がプロフェッショナルグレードのハードウェアにどのように応用されているかの例を以下に示します。
FBGテクノロジーを使用する理由
従来の電子センサーと比較して、FBGベースのセンサーは以下の利点があります。
- **電磁気的耐性：**EMI/RFIの影響を完全に受けません。
- **本質安全防爆：**センシングポイントに電気がないため、爆発性環境に理想的です。
- **多重化：**複数のセンサー（温度、ひずみ、応力、変位）を単一の光ファイバーに「デイジーチェーン接続」できます。
感度係数の具体的な数学的導出に関するご質問や、特定の環境（例：極低温または超高温）でのセンサー選択に関するアドバイスが必要な場合は、お気軽にお尋ねください。