Чувствительность FBG к температуре и многоточечные решения для измерения температуры пластин

Глобальный технический центр OFSCN Технические запросы и вопросы-ответы
, , ,
1

@ofscn_secretary

2

Чувствительность FBG к температуре и многоточечные решения для измерения температуры пластин

Описание проблемы

Пользователь запросил информацию о температурной чувствительности волоконных брегговских решеток (FBG) для измерения температуры. Впоследствии у пользователя возникла проектная задача измерить температуру в 10 точках на пластине диаметром 25 см при температуре не выше 100°C. Пользователь также искал рекомендации по необходимому оборудованию, помимо самих датчиков.

Технический анализ

Измерение температуры с помощью волоконных брегговских решеток (FBG) основано на принципе смещения брегговской длины волны FBG при изменении температуры. Это явление возникает из-за термооптического эффекта и эффекта теплового расширения в материале волокна, что приводит к изменению эффективного показателя преломления и периода решетки, которые, в свою очередь, вызывают смещение брегговской длины волны.

Обычно температурная чувствительность стандартной FBG составляет примерно 10-12 пм/°C. Это означает, что при каждом изменении температуры на 1°C центральная длина волны решетки смещается на 10–12 пикометров (пм). Однако точное значение может зависеть от таких факторов, как материал волокна, процесс изготовления решетки и метод упаковки датчика. Например, датчики OFSCN® проходят точную температурную калибровку на заводе, предоставляя соответствующие формулы калибровки температуры-длины волны (часто биномиальные) для обеспечения точности измерений.

Для многоточечного измерения один оптоволоконный датчик FBG может содержать несколько решеток (например, 10 точек измерения). Эти множественные точки могут эффективно контролироваться и считываться через один канал FBG-интеррогатора.

Решение и рекомендации

  1. Выбор датчика: Для точного измерения температуры в 10 точках на пластине диаметром 25 см при температуре не выше 100°C рекомендуется оптоволоконный датчик температуры OFSCN® FBG на 100°C.

  2. Конфигурация датчика для 10-точечного измерения пластины: Для оптимального распределения 10 точек измерения по пластине диаметром 25 см предлагается следующее предварительное планирование:

    • Входная длина (L1): 2 см, для подключения оптоволокна и первоначального крепления.
    • Расстояние между точками измерения (L2): 2,3 см. При 10 точках измерения будет 9 промежутков, что позволит распределить датчики примерно равномерно по 20,7 см.
    • Длина пигтейла (L3): 2 см, для обработки конца оптоволокна и буферизации.
    • Общая примерная длина составит L1 + (9 * L2) + L3 = 2 см + (9 * 2,3 см) + 2 см = 24,7 см, что очень хорошо подходит для пластины диаметром 25 см.

  3. Выбор интеррогатора: Помимо датчика, для получения данных о длине волны от датчика и преобразования их в осмысленные значения температуры необходим интеррогатор волоконных брегговских решеток (FBG).

    • Рекомендуется использовать один 8-канальный интеррогатор OFSCN® FBG.
    • Важно отметить, что даже если один оптоволоконный датчик содержит несколько решеток (например, 10 точек в данном случае), ему обычно требуется подключение только к одному каналу FBG-интеррогатора. Такая конфигурация позволяет интеррогатору считывать и обрабатывать данные о длине волны от всех решеток на одном оптоволокне, а также обеспечивает возможность для будущего расширения или подключения дополнительных датчиков.

Рекомендуемый продукт

Оптоволоконный датчик температуры OFSCN® FBG на 100°C: 100℃ Fiber Bragg Grating Temperature Sensor - FBG Thermometer - Fiber Optic Grating Temperature Sensor - Customizable - Model Parameter Picture - Manufacturer Brand Price - DCYS - ofscn.net
Интеррогатор OFSCN® FBG: https://www.ofscn.net/fbg-products/fbg-interrogator.html

(Источник обсуждения / 原帖讨论: 光纤光栅灵敏度的问题？)