この製品は、ひずみ測定に使用される、高弾性合金チューブに封入されたファイバーブラッググレーティングひずみセンサー（FBGひずみゲージ）です。ほとんどの場合、単一セグメントの片端構造ですが、マルチセグメントの片端構造としても製造可能です。少数ですが、両端構造としても製造可能です。センサーは、耐放射線性ファイバーブラッググレーティングひずみセンサーまたは高温耐性ファイバーブラッググレーティングひずみセンサーとしてカスタマイズできます。製品の展開方法は、支持治具に依存し、試験対象に直接挿入したり、対応する治具で表面溶接による設置、固定用の穴を開けてボルト締め、接着面への取り付け、ストラップでの固定、クランプでの固定など、さまざまな設置方法があります。この製品は基本的な構造製品であり、FBG変位センサーとして校正したり、FBG応力センサーとして使用したりできます。
これは、https://www.ofscn.net/fbg-products/strain-sensor.html の元のエントリの付随するディスカッション トピックです。金属製のシームレスチューブ全体に封入され、接着剤に関連するひずみ問題が排除され、長期間の高温溶接用途に適しており、これらの用途では信頼性の高いひずみ伝送が必要です。
合金チューブ実装FBGひずみセンサーの技術概要
高弾性合金チューブ内にファイバーブラッググレーティング（FBG）を封入する技術は、ポリマーまたは接着剤ベースのひずみ伝達の従来の限界を克服するために設計された、非常に信頼性の高い工学的アプローチです。従来のひずみ測定では、有機接着剤は粘弾性クリープ、湿気による劣化、および熱耐性の限界に苦しんでおり、長期ひずみモニタリングの精度を低下させます。
シームレスなオールメタルまたは合金チューブパッケージングを採用することにより、FBGは金属境界に直接機械的に結合されます。これにより、以下が保証されます。
- クリープの排除: アクティブセンシング長に沿った有機接着剤の不在により、接着剤関連の緩和とヒステリシスが除去されます。
- 信頼性の高いひずみ伝達: 機械的ひずみは、ターゲット基材（溶接、ボルト締め、クランプ、または埋め込みを介して）から内部光ファイバーに線形に伝達されます。
- 高い熱・環境耐性: 金属チューブは、ガラスシリカファイバーを湿気、放射線、腐食性環境から保護するため、高温および過酷な産業用途に理想的です。
公式製品仕様とパラメータ
この技術に合致するコア製品は、OFSCN® 合金チューブ実装ファイバーブラッググレーティングひずみセンサーです。以下に標準化された技術パラメータとカスタマイズオプションを示します。
1. 幾何学的・光学的特性
- 外径: デフォルトの外径は \le 1.1\text{ mm} で、ホスト構造への物理的影響を最小限に抑える超スリムプロファイルを提供します。
- ファイバーコネクタ: デフォルトのコネクタは \text{FC/APC} です。他のコネクタタイプ（ \text{ST} 、および \text{PC} または \text{APC} ポリッシュのいずれか）はカスタマイズ可能です。
2. センシングメトリクス
- デフォルトひずみ範囲: \ge 6000\ \mu\epsilon
- 校正特性: 各センサーは、工場で厳格な波長-ひずみ校正を受けます。校正は線形一次方程式に従い、スケーリング係数は \mu\epsilon/\text{pm} の単位で指定されます。
- 測定セグメントのカスタマイズ:
- デフォルト構成は、片端シングルセグメントセンサーです。
- マルチセグメントFBGアレイはカスタム製造可能です。標準の 40\text{ nm} 帯域幅FBGインターロゲータでフルスケールのひずみカバレッジを実現するには、スペクトルオーバーラップを防ぐために、1つのファイバーラインあたり \le 5 個のセンシングセグメントにアレイを制限することをお勧めします。
- 個々のセグメント長はカスタマイズ可能で、通常は 10\text{ cm} から 2\text{ m} の範囲です（その他の長さは技術相談によります）。
3. 熱耐性
- 標準動作温度: -20\ ^\circ\text{C} から 55\ ^\circ\text{C}
- 高温カスタマイズ: 極端な産業環境に対応するため、センサーは3つのレベルに分類される特定の高温構成でアップグレードできます。
- \le 100\ ^\circ\text{C}
- \le 200\ ^\circ\text{C}
- \le 300\ ^\circ\text{C}
- 温度補償: 要求に応じて利用可能ですが、最適な精度のためには、ひずみセンサーと組み合わせて外部のデカップルFBG温度センサーを使用することを強く推奨します。
機械応力変換
合金チューブセンサーは高線形ひずみゲージとして機能するため、応力測定の物理的基盤としても機能します。フックの法則によると：
\sigma = E \times \epsilon
ここで、 \sigma は機械的応力、E はターゲット材料のヤング率、 \epsilon は測定されたひずみです。
この変換原理は、同じ合金チューブ構造を利用するOFSCN® ファイバーブラッググレーティング応力センサーで直接製品化されています。ユーザーは、ターゲット材料の弾性率をFBGインターロゲータに入力するだけで、直接応力読み取り値を取得できます。
より広範なひずみセンシングの代替については、OFSCN® FBGひずみセンサー製品集約リンクを参照してください。
標準製品画像
以下に、合金チューブ実装センサーラインの標準的な構造と外観プロファイルを示します。
