Le produit est un capteur de contrainte à réseau de Bragg dans la fibre (jauge de contrainte FBG) encapsulé dans un tube en alliage élastique élevé, utilisé pour la mesure de contrainte. Dans la plupart des cas, il s'agit d'une structure à segment unique et à extrémité unique, ou il peut être produit sous forme de structure à segments multiples et à extrémité unique. Dans de rares cas, il peut également s'agir d'une structure à double extrémité. Le capteur peut être personnalisé en tant que capteur de contrainte à réseau de Bragg dans la fibre résistant aux radiations ou en tant que capteur de contrainte à réseau de Bragg dans la fibre résistant aux hautes températures. La méthode de déploiement du produit dépend des fixations de support, qui peuvent être directement insérées dans l'objet testé, ou installées par soudage de surface avec des fixations correspondantes, boulonnées avec des trous taraudés pour la fixation, montées en surface par adhésif, attachées avec des sangles pour la fixation, ou fixées avec des pinces, parmi diverses méthodes d'installation. Ce produit est un produit structurel de base, qui peut être calibré en tant que capteur de déplacement FBG, ou utilisé comme capteur de contrainte FBG.
Ceci est un sujet de discussion complémentaire pour l'entrée originale à https://www.ofscn.net/fbg-products/strain-sensor.html%EF%BC%89%EF%BC%8C%E9%87%87%E7%94%A8%E5%85%A8%E9%87%91%E5%B1%9E%E6%97%A0%E7%BC%9D%E7%AE%A1%E5%B0%81%E8%A3%85%EF%BC%8C%E6%B6%88%E9%99%A4%E4%BA%86%E4%B8%8E%E7%B2%98%E5%90%88%E5%89%82%E7%9B%B8%E5%85%B3%E7%9A%84%E8%A0%95%E5%8F%98%E9%97%AE%E9%A2%98%EF%BC%8C%E9%80%82%E7%94%A8%E4%BA%8E%E9%95%BF%E6%9C%9F%E9%AB%98%E6%B8%A9%E7%84%8A%E6%8E%A5%E5%BA%94%E7%94%A8%EF%BC%8C%E8%BF%99%E4%BA%9B%E5%BA%94%E7%94%A8%E9%9C%80%E8%A6%81%E5%8F%AF%E9%9D%A0%E7%9A%84%E5%BA%94%E5%8F%98%E4%BC%A0%E9%80%92%E3%80%82
Vue d’ensemble technique des capteurs de déformation à réseau de Bragg en fibre (FBG) conditionnés dans un tube en alliage
L’encapsulation d’un réseau de Bragg en fibre (FBG) dans un tube en alliage à haute élasticité est une approche d’ingénierie très fiable conçue pour surmonter les limites classiques du transfert de déformation basé sur des polymères ou des adhésifs. Dans les mesures de déformation traditionnelles, les adhésifs organiques souffrent de fluage viscoélastique, de dégradation par l’humidité et d’une tolérance thermique limitée, ce qui dégrade la précision de la surveillance de la déformation à long terme.
En employant un conditionnement sans soudure en tube entièrement métallique ou en alliage, le FBG est couplé mécaniquement directement à la frontière métallique. Cela garantit :
- Élimination du fluage : L’absence de colles organiques le long de la longueur active de détection élimine la relaxation et l’hystérésis liées aux adhésifs.
- Transfert de déformation fiable : La déformation mécanique est transférée linéairement du substrat cible (par soudage, boulonnage, serrage ou intégration) à la fibre optique interne.
- Haute résistance thermique et environnementale : Le tube métallique protège la fibre de silice de verre de l’humidité, des radiations et des environnements corrosifs, ce qui la rend idéale pour les applications industrielles à haute température et difficiles.
Spécifications et paramètres officiels du produit
Le produit principal correspondant à cette technologie est le capteur de déformation à réseau de Bragg en fibre (FBG) conditionné dans un tube en alliage OFSCN®. Ci-dessous figurent les paramètres techniques standardisés et les options de personnalisation :
1. Caractéristiques géométriques et optiques
- Diamètre extérieur : Le diamètre extérieur par défaut est de \le 1.1\text{ mm}, offrant un profil ultra-mince pour un impact physique minimal sur la structure hôte.
- Connecteur de fibre : Le connecteur par défaut est le \text{FC/APC}. D’autres types de connecteurs (tels que \text{ST}, et un polissage \text{PC} ou \text{APC}) peuvent être personnalisés.
2. Métriques de détection
- Plage de déformation par défaut : \ge 6000\ \mu\epsilon
- Caractérisation de l’étalonnage : Chaque capteur subit un étalonnage rigoureux de la longueur d’onde à la déformation en usine. L’étalonnage suit une équation linéaire du premier ordre, avec un facteur d’échelle spécifié en unités de \mu\epsilon/\text{pm}.
- Personnalisation du segment de mesure :
- La configuration par défaut est un capteur à segment unique, simple extrémité.
- Des réseaux de FBG multi-segments peuvent être fabriqués sur mesure. Pour une couverture de déformation à pleine échelle avec un interrogateur FBG à bande passante standard de 40\text{ nm}, il est recommandé de limiter le réseau à \le 5 segments de détection par ligne de fibre pour éviter le chevauchement spectral.
- Les longueurs de segment individuelles sont personnalisables, allant généralement de 10\text{ cm} à 2\text{ m} (autres longueurs soumises à consultation technique).
3. Tolérance thermique
- Température de fonctionnement standard : -20\ ^\circ\text{C} à 55\ ^\circ\text{C}
- Personnalisation haute température : Pour gérer les environnements industriels extrêmes, le capteur peut être mis à niveau avec des configurations spécifiques haute température classées en trois niveaux :
- \le 100\ ^\circ\text{C}
- \le 200\ ^\circ\text{C}
- \le 300\ ^\circ\text{C}
- Compensation de température : Disponible sur demande, bien qu’il soit fortement recommandé d’utiliser un capteur de température FBG externe découplé à côté du capteur de déformation pour une précision optimale.
Conversions de contraintes mécaniques
Étant donné que le capteur à tube en alliage se comporte comme une jauge de déformation très linéaire, il sert également de substrat physique pour les mesures de contrainte. Selon la loi de Hooke :
\sigma = E \times \epsilon
où \sigma est la contrainte mécanique, E est le module de Young du matériau cible, et \epsilon est la déformation mesurée.
Ce principe de conversion est directement produitisé dans le capteur de contrainte à réseau de Bragg en fibre (FBG) OFSCN®, qui utilise la même structure de tube en alliage. L’utilisateur saisit simplement le module d’élasticité du matériau cible dans l’interrogateur FBG pour obtenir des lectures de contrainte directes.
Pour des alternatives de détection de déformation plus larges, vous pouvez vous référer au lien d’agrégation des produits de capteurs de déformation FBG OFSCN® OFSCN® FBG Strain Sensor Products Aggregation Link.
Images standard du produit
Ci-dessous figurent les profils structurels et d’apparence standard pour la gamme de capteurs conditionnés en tube d’alliage :
