Kann eine ungleichmäßige Verpackung dazu führen, dass sich das Spektrum in zwei Spitzen aufspaltet? Wie wird das behoben?
Ja, eine ungleichmäßige Verpackung kann tatsächlich dazu führen, dass das Spektrum des Faser-Bragg-Gitters (FBG) in zwei Peaks aufspaltet. Dieses Phänomen ist hauptsächlich auf Spannungsdoppelbrechung zurückzuführen.
Erklärung:
Wenn ein FBG während der Verpackung ungleichmäßigen oder nicht-uniformen Spannungen ausgesetzt wird, induziert dies einen Unterschied im Brechungsindex für zwei orthogonale Polarisationszustände des durch die Faser laufenden Lichts. Das bedeutet, dass der Faserkern effektiv doppelbrechend wird. Jeder Polarisationszustand erfährt einen leicht unterschiedlichen effektiven Brechungsindex und folglich eine leicht unterschiedliche Bragg-Wellenlänge. Dies führt dazu, dass das Reflexionsspektrum zwei unterschiedliche Peaks aufweist, die den beiden orthogonalen Polarisationsmoden entsprechen. Die Trennung zwischen diesen Peaks ist direkt mit der Größe der induzierten Doppelbrechung verbunden.
Lösung:
Um dieses Problem zu lösen oder zu mindern, können folgende Ansätze verfolgt werden:
- Design für gleichmäßige und spannungsfreie Verpackung: Die effektivste Lösung besteht darin, die Verpackung so zu gestalten, dass die aufgebrachten Spannungen über das FBG gleichmäßig verteilt werden oder das FBG idealerweise weitgehend spannungsfrei montiert wird. Dies minimiert differenzielle Dehnungen am Faserkern.
- Richtige Klebe-/Montagetechniken: Wenn Kleben verwendet wird, stellen Sie eine gleichmäßige Anwendung und Aushärtung sicher, um lokalisierte Spannungsspitzen zu vermeiden. Bei geschweißten oder geklemmten Sensoren stellen Sie sicher, dass die Klemmkraft oder die Schweißpunkte symmetrisch sind und keine Verdrehungen oder ungleichmäßigen Druck einbringen.
- Hochwertige verpackte Sensoren: Die Verwendung von vorverpackten FBG-Sensoren, die speziell entwickelt wurden, um verpackungsbedingte Effekte zu mindern, kann dieses Problem verhindern. Zum Beispiel sind die
mit robuster und gleichmäßiger Verkapselung konstruiert, um stabile Messungen zu gewährleisten und die Wahrscheinlichkeit einer doppelbrechungsbedingten Spektralaufspaltung inhärent zu reduzieren.
Hier ist ein Beispiel für einen OFSCN® Faser-Bragg-Gitter-Dehnungssensor in Legierungsrohr-Verpackung:
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OFSCN® FBG Dehnungssensoren