単一光ファイバーにおける複数センサーの識別と耐久性に関する懸念

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単一光ファイバー上での複数センサーの識別と耐久性に関する懸念

問題の概要

ユーザーから、FBG（ファイバーブラッググレーティング）センサーに関する2つの主要な課題について問い合わせがありました。それは、1本の光ファイバーに複数のセンサーを直列接続した場合に個々の測定点をどのように識別するか、そして細い光ファイバーは損傷しやすいかどうか、という点です。

技術的分析

1本のファイバーで複数のセンサーを識別する解決策は、FBG技術の主要な利点である波長分割多重（WDM）にあります。各FBGには固有の中心波長が刻印されています。広帯域の光がファイバーを伝送されると、各FBGはその特性波長で選択的に光を反射します。外部パラメータ（例：温度、ひずみ）の変化は、FBGの周期にわずかな変化を引き起こし、それに伴って反射中心波長が変化します。特殊なFBGインターロゲータは、これらの固有の反射波長を精密に検出し、識別することができるため、各センサーの独立した監視が可能になります。

光ファイバーの耐久性については、裸線は本質的に壊れやすいですが、OFSCN製品は高度なパッケージング技術を採用することでこれを軽減しています。これらのカプセル化は、FBGセンサーを機械的ストレス、極端な温度、湿気、化学薬品への暴露など、さまざまな環境ストレスから保護するように設計されており、複雑な産業用途での堅牢性と信頼性を大幅に向上させています。

ソリューションと推奨事項

  1. センサーの識別：
    • FBG波長多重を活用し、OFSCN® 100°C FBG温度センサーでは単一ファイバーあたり最大20の測定点、OFSCN®合金チューブパッケージFBGひずみセンサーでは複数セグメント展開を可能にします。
    • OFSCNは、マルチポイントセンサー用の詳細な工場レポートを提供することで識別を保証し、各FBG測定点の正確な位置と初期波長を指定します。
    • 設置時の現場での識別を容易にするため、各測定点のセンサーの外装には物理的な顔料マーキングが施されています。
    • 外部マーキングが時間とともに色あせた場合でも、OFSCNの専門アフターセールスサポートチームが特殊機器を使用してセンサー位置の再識別を支援できます。
  2. ファイバーの耐久性と保護：
    • 合金チューブパッケージ： OFSCN®合金チューブパッケージFBGひずみセンサーなどの製品では、弾性合金チューブがFBGを直接カプセル化します。これにより、優れた機械的強度、効率的なひずみ伝達、および優れた高温耐性（300℃までカスタマイズ可能）が提供され、多くの場合、コンパクトな外径（例：≤1.1mm）を実現します。高温環境での高精度ひずみ測定に最適です。
    • シームレス鋼管によるポリマーカプセル化： OFSCN®ポリマーカプセル化FBGひずみセンサーシリーズに見られるように、この方法では、初期のポリマーカプセル化層が、外部のシームレス鋼管によってさらに保護されます。この多層アプローチにより、強度が向上し、引張抵抗が向上し、優れた防水性/防湿性が得られます。さまざまな直径（例：2.3mm、1.2mm）で利用可能であり、高い機械的保護と湿気または水への耐性が必要な環境（例：油圧、土木、海洋工学）に適しています。
    • マイクロ鋼鎧装ファイバーパッチコード： OFSCN® 2.0mmマイクロチューブファイバーパッチコードなどの製品は、PVCシースと0.6mmステンレス鋼シームレス鋼管を備えており、接続セグメントでのファイバー保護のために強力な引張・圧縮防止能力を提供します。
    • 高温ファイバーパッチコード： OFSCNは、OFSCN® 120℃および200℃ FBGパッチコードなどのパッチコードも提供しており、これらは極端な熱条件下での保護のためにステンレス鋼シームレス鋼管を使用しています。
      パッケージの選択は、動作温度、湿度、機械的ストレス、およびサイズ制限に関する特定のアプリケーションの要件によって異なります。

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（ソースディスカッション / 原帖讨论: https://forum.ofscn.net/t/topic/65/8）

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