FBGセンサーの応答時間

グレーティング自体は、物理量の変化をどのくらいの速さで感知できますか? その速度を制限する要因は何ですか?

ファイバー・ブラッグ・グレーティング(FBG)のひずみや温度などの物理量変化に対する固有の応答速度は、原理的には光ファイバー内の光速に限定されるため、非常に高速です。グレーティング構造自体は、ブラッグ波長を直接決定する屈折率と物理的な長さの変化にほぼ瞬時に応答します。

しかし、FBGセンシングシステムの「全体的な」応答時間は、グレーティング素子自体よりも外部要因によって制約されることが一般的です。

  1. FBG interrogator(波長計)の取得レート: 動的な測定においては、これがしばしば主な制限要因となります。 interrogatorは光スペクトルをスキャンし、ブラッグ波長シフトを検出し、この情報を処理する必要があります。高速なinterrogatorは、キロヘルツ(kHz)範囲、あるいはそれ以上のサンプリングレートが可能です。
  2. センサーのパッケージングとカップリング: パッケージ化されたFBGセンサーの場合、パッケージ材料の熱容量と、測定対象物とFBG間の熱伝導率が、温度測定における熱応答時間を決定します。同様に、ひずみセンサーにおいては、構造物への機械的な結合方法(例:接着剤、溶接)が、ひずみがFBGにどれだけ速く伝達されるかに影響します。
  3. データ処理と伝送: interrogatorが光学信号を意味のある物理値に変換し、そのデータが伝送・記録されるまでにかかる時間も、システム全体の応答時間に寄与します。

要約すると、FBG自体はほぼ瞬時に物理パラメータを検出する能力を持っていますが、システム全体の実際の測定速度は、主にinterrogatorの性能とセンサーのパッケージングおよび設置によって決まります。

ここに、ベアファイバーFBGの図を示します。

ベアファイバーグレーティングの詳細な技術パラメータについては、製品ページをご覧ください。
OFSCN® Polyacrylate Fiber Bragg Gratings / Fiber Bragg Grating Strings (bare)