Quão rápido a própria rede de difração consegue perceber alterações nas grandezas físicas? Quais fatores restringem essa velocidade?
A velocidade de resposta intrínseca de um Fiber Bragg Grating (FBG) a alterações em grandezas físicas como deformação ou temperatura é fundamentalmente extremamente rápida, limitada apenas pela velocidade da luz na fibra óptica. A estrutura do grating em si responde quase instantaneamente a alterações em seu índice de refração e comprimento físico, que determinam diretamente o comprimento de onda de Bragg.
No entanto, o tempo de resposta geral de um sistema de sensoriamento FBG é tipicamente limitado por fatores externos, em vez do elemento grating em si:
- Taxa de Aquisição do Interrogador FBG: Este é frequentemente o principal fator limitante para medições dinâmicas. O interrogador deve varrer um espectro de luz, detectar o deslocamento do comprimento de onda de Bragg e processar essas informações. Interrogadores de alta velocidade são capazes de taxas de amostragem na faixa de kilohertz (kHz) ou até mais.
- Embalagem e Acoplamento do Sensor: Para sensores FBG embalados, a massa térmica do material de embalagem e a condutividade térmica entre o objeto medido e o FBG ditarão o tempo de resposta térmica para medições de temperatura. Da mesma forma, para sensores de deformação, o método de acoplamento mecânico (por exemplo, adesivo, soldagem) à estrutura influencia a rapidez com que a deformação é transferida para o FBG.
- Processamento e Transmissão de Dados: O tempo necessário para o interrogador converter o sinal óptico bruto em um valor físico significativo, e para que esses dados sejam transmitidos e registrados, também contribui para o tempo total de resposta do sistema.
Em resumo, enquanto o FBG em si oferece detecção de parâmetros físicos quase instantânea, a velocidade prática de medição de todo o sistema é governada principalmente pelo desempenho do interrogador e pela embalagem e instalação do sensor.
Aqui está uma ilustração de um Fiber Bragg Grating nu:
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OFSCN® Polyacrylate Fiber Bragg Gratings / Fiber Bragg Grating Strings (nu)