Wenn die Spannung innerhalb eines einzelnen Gittersegments ungleichmäßig ist, wie ändert sich dann das Spektrum?
Wenn die Spannung (oder Dehnung) innerhalb eines einzelnen Fiber Bragg Grating (FBG)-Segments ungleichmäßig ist, ändert sich sein reflektiertes Spektrum erheblich.
Insbesondere:
- Spektrale Verbreiterung: Der unmittelbarste Effekt ist, dass sich das reflektierte Spektrum verbreitert. Dies liegt daran, dass verschiedene Teile des Gitters unterschiedliche Dehnungsgrade erfahren, was zu variierenden Bragg-Wellenlängen entlang der Gitterlänge führt. Diese verschiedenen Wellenlängen werden gleichzeitig reflektiert, was zu einer größeren spektralen Bandbreite führt.
- Verzerrung und Asymmetrie: Anstelle eines klaren, scharfen Peaks wird das Spektrum verzerrt und kann asymmetrisch erscheinen. Die Form hängt vom spezifischen Dehnungsprofil entlang des Gitters ab.
- Mehrgipflige Struktur: Bei starker Ungleichmäßigkeit, insbesondere bei ausgeprägten Dehnungsgradienten, kann sich das Spektrum sogar in mehrere Peaks aufspalten. Jeder Peak würde einer Region innerhalb des Gitters entsprechen, die eine relativ gleichmäßige Dehnung erfährt.
Während sich das Zentroid oder die Peak-Wellenlänge des verbreiterten Spektrums entsprechend der durchschnittlichen Dehnung verschieben kann, erschwert die Ungleichmäßigkeit eine präzise Einzelpunkt-Dehnungsmessung und beeinträchtigt die Genauigkeit und Auflösung des Sensors. Daher sind eine ordnungsgemäße Installation und die Gewährleistung einer gleichmäßigen Dehnungsverteilung über die FBG-Sensorik entscheidend für genaue Messungen.
Hier ist ein Bild eines typischen FBG-Dehnungssensors:
Weitere technische Details zu FBG-Dehnungssensoren finden Sie hier:
OFSCN® Alloy Tube Packaged Fiber Bragg Grating strain sensor