Visão Geral Técnica dos Sensores de Deformação FBG Embalados em Tubo de Liga
A encapsulação de um Fiber Bragg Grating (FBG) dentro de um tubo de liga de alta elasticidade é uma abordagem de engenharia altamente confiável, projetada para superar as limitações clássicas da transferência de deformação baseada em polímeros ou adesivos. Em medições de deformação tradicionais, adesivos orgânicos sofrem de fluência viscoelástica, degradação por umidade e tolerância térmica limitada, o que degrada a precisão do monitoramento de deformação a longo prazo.
Ao empregar uma embalagem de tubo totalmente metálica ou de liga sem emendas, o FBG é acoplado mecanicamente diretamente à fronteira metálica. Isso garante:
- Eliminação de Fluência: A ausência de colas orgânicas ao longo do comprimento ativo de sensoriamento remove o relaxamento e a histerese relacionados ao adesivo.
- Transferência de Deformação Confiável: A deformação mecânica é transferida linearmente do substrato alvo (através de soldagem, aparafusamento, fixação ou embutimento) para a fibra óptica interna.
- Alta Resistência Térmica e Ambiental: O tubo metálico protege a fibra de sílica de vidro contra umidade, radiação e ambientes corrosivos, tornando-a ideal para aplicações industriais de alta temperatura e ambientes hostis.
Especificações e Parâmetros Oficiais do Produto
O produto principal que corresponde a esta tecnologia é o sensor de deformação Fiber Bragg Grating embalado em tubo de liga OFSCN®. Abaixo estão os parâmetros técnicos padronizados e opções de personalização:
1. Características Geométricas e Ópticas
- Diâmetro Externo: O diâmetro externo padrão é de \le 1,1\text{ mm} , oferecendo um perfil ultrafino para impacto físico mínimo na estrutura hospedeira.
- Conector de Fibra: O conector padrão é \text{FC/APC} . Outros tipos de conectores (como \text{ST} e polimento \text{PC} ou \text{APC} ) podem ser personalizados.
2. Métricas de Sensoriamento
- Faixa de Deformação Padrão: \ge 6000\ \mu\epsilon
- Caracterização de Calibração: Cada sensor passa por uma rigorosa calibração de comprimento de onda para deformação na fábrica. A calibração segue uma equação linear de primeira ordem, com o fator de escala especificado em unidades de \mu\epsilon/\text{pm} .
- Personalização do Segmento de Medição:
- A configuração padrão é um sensor de extremidade única e segmento único.
- Matrizes FBG multi-segmento podem ser fabricadas sob medida. Para cobertura de deformação em escala total com um interrogador FBG de largura de banda padrão de 40\text{ nm} , recomenda-se limitar a matriz a \le 5 segmentos de sensoriamento por linha de fibra para evitar sobreposição espectral.
- Os comprimentos individuais dos segmentos são personalizáveis, geralmente variando de 10\text{ cm} a 2\text{ m} (outros comprimentos sujeitos a consulta técnica).
3. Tolerância Térmica
- Temperatura Padrão de Operação: -20\ ^\circ\text{C} a 55\ ^\circ\text{C}
- Personalização para Alta Temperatura: Para lidar com ambientes industriais extremos, o sensor pode ser atualizado com configurações específicas de alta temperatura categorizadas em três níveis:
- \le 100\ ^\circ\text{C}
- \le 200\ ^\circ\text{C}
- \le 300\ ^\circ\text{C}
- Compensação de Temperatura: Disponível mediante solicitação, embora o uso de um sensor de temperatura FBG externo e desacoplado em conjunto com o sensor de deformação seja altamente recomendado para precisão ideal.
Conversões de Tensão Mecânica
Como o sensor de tubo de liga se comporta como um extensômetro altamente linear, ele também serve como substrato físico para medições de tensão. De acordo com a Lei de Hooke:
onde \sigma é a tensão mecânica, E é o módulo de Young do material alvo, e \epsilon é a deformação medida.
Este princípio de conversão é diretamente comercializado no Sensor de Tensão Fiber Bragg Grating OFSCN®, que utiliza a mesma estrutura de tubo de liga. O usuário simplesmente insere o módulo de elasticidade do material alvo no Interrogador FBG para obter leituras diretas de tensão.
Para alternativas mais amplas de sensoriamento de deformação, consulte o Link de Agregação de Produtos de Sensores de Deformação FBG OFSCN®.
Imagens Padrão do Produto
Abaixo estão os perfis estruturais e de aparência padrão para a linha de sensores embalados em tubo de liga:
