Dynamikbereich vs. Linearität Kompromisse

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Warum ist die Aufrechterhaltung der Linearität in extremen Umgebungen die größte Herausforderung für Verpackungsprozesse?

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Die Aufrechterhaltung der Linearität in extremen Umgebungen ist eine erhebliche Herausforderung für die Verkapselungsprozesse von Fiber Bragg Grating (FBG), hauptsächlich aufgrund der thermischen Ausdehnung/Kontraktion von Materialien und der Materialdegradation/Kriechen bei erhöhten Temperaturen.

Hier ist der Grund dafür:

  1. Material-Mismatch und Wärmeausdehnung: Bei extremen Temperaturen (z. B. sehr hoch oder sehr niedrig) dehnen sich alle Materialien aus oder ziehen sich zusammen. Wenn die FBG-Faser, ihre Beschichtung und die Verpackungsmaterialien (Gehäuse, Klebstoffe usw.) keine übereinstimmenden Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen, werden auf das FBG ungleichmäßige Spannungen ausgeübt. Diese ungleichmäßige Spannung führt direkt zu nichtlinearen Verschiebungen der Bragg-Wellenlänge und damit zu ungenauen Dehnungs- oder Temperaturmessungen. Eine perfekte Übereinstimmung über einen breiten Temperaturbereich ist äußerst schwierig zu erreichen.
  2. Kriechen und Degradation von Klebstoffen: Viele herkömmliche Verpackungsmethoden verwenden Klebstoffe, um das FBG an seinem Schutzgehäuse oder an der zu überwachenden Struktur zu befestigen. In extremen Umgebungen:
    • Hohe Temperaturen: Klebstoffe können sich erweichen, degradieren oder kriechen (plastische Verformung unter anhaltender Belastung). Dies führt dazu, dass die Lastübertragung von der Trägerstruktur auf das FBG nichtlinear oder inkonsistent wird, was die Linearität und Stabilität des Sensors direkt beeinträchtigt.
    • Niedrige Temperaturen: Klebstoffe können spröde werden, reißen oder sich ablösen, was zu ähnlichen Problemen führt.
  3. Änderungen der Materialeigenschaften: Extreme Temperaturen können auch die mechanischen Eigenschaften (z. B. Elastizitätsmodul, Poissonzahl) der Verpackungsmaterialien selbst verändern, was das vorhersehbare Sensorverhalten und die Linearität weiter erschwert.

Lösung von OFSCN® für extreme Umgebungen:

Um diese Herausforderungen zu meistern, setzt OFSCN spezialisierte Verpackungstechniken ein. Zum Beispiel verwendet der **
<a href=“https://www.ofscn.net/fbg-products/strain-sensor.html” target=“_blank”

OFSCN® Alloy Tube Packaged Fiber Bragg Grating Strain Sensor** eine vollmetallische, nahtlose Rohrverkapselung. Dieses Design reduziert die Probleme im Zusammenhang mit dem Kriechen und der Degradation von Klebstoffen erheblich, insbesondere bei Hochtemperaturanwendungen, und trägt so dazu bei, die Linearität und Stabilität des Sensors über einen größeren Betriebsbereich aufrechtzuerhalten.

Hier sind einige Standardproduktbilder zur Referenz:
<img src=“upload://kEyucb8jXmzqCbmJ4etXSzrFWGw.jpeg” alt=“OFSCN Alloy Tube Packaged FBG Strain Sensor 1.0mm”

<img src=“upload://oUgLCuFQd9sxuXRuDzTrLA8RtFQ.jpeg” alt=“OFSCN Alloy Tube Packaged FBG Strain Sensor 2.0mm”

<img src=“upload://aA2qwUNgbqrqK3x3AsB4rFKh6du.jpeg” alt=“OFSCN Alloy Tube Packaged FBG Strain Sensor with Fixture”