FBG Sıcaklık Hassasiyeti ve Wafer Sıcaklık Ölçümü İçin Çok Noktalı Algılama Çözümleri
Sorun Tanımı
Bir kullanıcı, sıcaklık ölçümü için Fiber Bragg Gratings’in (FBG) sıcaklık hassasiyetini sordu. Ardından, kullanıcının 25 cm’lik bir wafer üzerinde 10 noktada, sıcaklıkların 100°C’yi aşmadığı bir ortamda sıcaklık ölçümü yapma projesi gereksinimi ortaya çıktı. Kullanıcı ayrıca sadece sensörlerin ötesinde gerekli ekipmanlar hakkında da yönlendirme istedi.
Teknik Analiz
Fiber Bragg Grating (FBG) ile sıcaklık ölçümü, Bragg dalga boyunun sıcaklık değiştikçe kayması prensibine dayanır. Bu olgu, fiber malzemedeki termo-optik etki ve termal genleşme etkisinden kaynaklanır; bu da etkin kırılma indisinde ve grating periyodunda değişikliklere yol açarak Bragg dalga boyunun kaymasına neden olur.
Tipik olarak, standart bir FBG’nin sıcaklık hassasiyeti yaklaşık 10-12 pm/℃'dir. Bu, her 1°C’lik sıcaklık değişimi için gratingin merkez dalga boyunun 10 ila 12 pikometre (pm) kayacağı anlamına gelir. Ancak kesin değer, fiber malzemesi, grating üretim süreci ve sensörün paketleme yöntemi gibi faktörlerden etkilenebilir. Örneğin, OFSCN® sensörleri fabrikada hassas sıcaklık kalibrasyonundan geçer ve ölçüm doğruluğunu sağlamak için karşılık gelen sıcaklık-dalga boyu kalibrasyon formülleri (genellikle binominal) sağlar.
Çok noktalı algılama için, tek bir FBG sensör fiberi birden fazla grating elemanı içerebilir (örn. 10 algılama noktası). Bu çoklu noktalar, tek bir FBG okuyucusunun (interrogator) kanalı aracılığıyla verimli bir şekilde izlenebilir ve okunabilir.
Çözüm ve Öneri
-
Sensör Seçimi: 100°C’yi aşmayan sıcaklıklarda 25 cm’lik bir wafer üzerinde 10 noktada doğru sıcaklık ölçümü için OFSCN® 100°C FBG Sıcaklık Sensörü önerilir.
-
10 Noktalı Wafer Ölçümü İçin Sensör Yapılandırması: 10 algılama noktasını 25 cm’lik bir wafer üzerine optimum şekilde dağıtmak için aşağıdaki ön planlama önerilir:
- Giriş Kablosu Uzunluğu (L1): Fiber bağlantısı ve ilk sabitleme için ayrılmış 2 cm.
- Algılama Noktaları Arası Mesafe (L2): 2.3 cm. 10 algılama noktası ile 9 boşluk olacak, bu da sensörleri yaklaşık 20.7 cm üzerine eşit olarak dağıtacaktır.
- Pigtail Uzunluğu (L3): Fiber ucu işleme ve tamponlama için ayrılmış 2 cm.
- Toplam yaklaşık uzunluk L1 + (9 * L2) + L3 = 2 cm + (9 * 2.3 cm) + 2 cm = 24.7 cm olacaktır ki bu da 25 cm’lik bir wafer için oldukça uygundur.
-
Okuyucu (Interrogator) Seçimi: Sensöre ek olarak, sensörden dalga boyu verilerini almak ve bunları anlamlı sıcaklık değerlerine dönüştürmek için bir Fiber Bragg Grating (FBG) okuyucusu (interrogator) şarttır.
- 8 kanallı tek bir OFSCN® FBG Okuyucusu (Interrogator) önerilir.
- Önemle belirtmek gerekir ki, tek bir optik fiber sensör birden fazla grating algılama noktası (bu durumda 10 nokta gibi) içerse bile, genellikle FBG okuyucusunun yalnızca bir kanalına bağlanması yeterlidir. Bu kurulum, okuyucunun bu tek fiber üzerindeki tüm gratinglerden gelen dalga boyu verilerini okumasını ve işlemesini sağlarken, gelecekteki genişlemeler veya ek sensörler için de kapasite sunar.
Önerilen Ürün
OFSCN® 100°C FBG Sıcaklık Sensörü: 100℃ Fiber Bragg Grating Temperature Sensor - FBG Thermometer - Fiber Optic Grating Temperature Sensor - Customizable - Model Parameter Picture - Manufacturer Brand Price - DCYS - ofscn.net
OFSCN® FBG Okuyucusu (Interrogator): https://www.ofscn.net/fbg-products/fbg-interrogator.html
(Kaynak Tartışma / 原帖讨论: 光纤光栅灵敏度的问题？)