Sensor de Deformação FBG: Compreendendo Seções de Medição e Dobrabilidade para Desempenho Ideal

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Sensor de Deformação FBG: Compreendendo Seções de Medição e Curvabilidade para Desempenho Otimizado

Descrição do Problema

Um usuário perguntou sobre a faixa típica de espaçamento dos pontos de medição do sensor de deformação Fiber Bragg Grating (FBG) e o raio de curvatura permissível para a fibra óptica dentro desses sensores.

Análise Técnica

A discussão esclarece que, na detecção de deformação FBG, o termo “ponto de medição” é mais precisamente referido como “seção de medição”. A deformação é definida como o deslocamento relativo por unidade de comprimento, sendo essa unidade de comprimento a seção de medição do sensor. Tanto o comprimento das seções de medição individuais quanto o espaçamento entre múltiplas seções de medição são altamente personalizáveis e determinados pelos requisitos específicos da aplicação.

A curvabilidade dos sensores FBG é uma característica crítica influenciada principalmente pelo material de encapsulamento, diâmetro externo e, em menor grau, pelas propriedades internas da fibra óptica do sensor. A OFSCN emprega técnicas robustas de encapsulamento, como tubos de aço sem costura ou materiais de alto polímero, que fornecem proteção mecânica e ditam a flexibilidade do sensor. Diferentes materiais possuem diferentes módulos elásticos e resistência à curvatura. Um diâmetro externo menor geralmente se correlaciona com um raio de curvatura menor alcançável e maior flexibilidade. Embora o encapsulamento seja o fator principal, cenários de curvatura extrema também podem destacar a perda de curvatura inerente da fibra óptica e sua tolerância ao estresse.

Solução e Recomendação

Para Espaçamento da Seção de Medição:

  • Os comprimentos das seções de medição e seu espaçamento são altamente personalizáveis para atender às necessidades específicas do projeto, incluindo a resolução espacial necessária e as dimensões do objeto monitorado.
  • A OFSCN oferece soluções flexíveis para sensores de deformação FBG de segmento único e de múltiplos segmentos.
  • Os comprimentos típicos personalizáveis das seções de medição variam de 10 cm a 5 m, com opções para designs personalizados ainda mais longos.
  • Ao usar um interrogador FBG de 40 nm, é recomendado limitar o número de segmentos de medição por sensor para garantir a operação em escala total (por exemplo, normalmente não mais que 5 segmentos para sensores encapsulados em tubo de liga metálica e polímero de 1,5/2,3 mm, e até 10 segmentos para sensores encapsulados em polímero de 0,7/1,2 mm).

Para Curvabilidade da Fibra:

  • A capacidade de curvatura dos sensores FBG da OFSCN está diretamente relacionada ao material de encapsulamento escolhido (por exemplo, tubo de liga elástica, polímero, tubo de aço sem costura) e ao diâmetro externo do produto.
  • Sensores com diâmetros externos menores, como o Sensor de Deformação de Fibra Bragg Encapsulado em Polímero OFSCN® (diâmetro de 0,7 mm/1,2 mm) em ≤0,7 mm (ou ≤1,2 mm com proteção de tubo de aço sem costura), oferecem maior flexibilidade e raios de curvatura menores.
  • A personalização está disponível para atender a requisitos específicos de desempenho de curvatura com base em cenários de aplicação, espaço de instalação e condições ambientais. Os clientes são encorajados a fornecer requisitos detalhados do projeto para soluções personalizadas.

Produto Recomendado:

(Tópico Original: 关于光纤光栅应变传感器的测量段的间距，和传感器的弯曲半径探讨)

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