Kann die Verpackungsstruktur so gestaltet werden, dass die Auswirkungen von Temperatur auf die Empfindlichkeit automatisch ausgeglichen werden?
Ja, die Verpackungsstrukturen für Faser-Bragg-Gitter (FBG)-Sensoren können so konzipiert werden, dass die Auswirkungen der Temperatur auf Dehnungsmessungen gemindert oder „kompensiert“ werden, wodurch die Genauigkeit der Dehnungs-Empfindlichkeit verbessert wird.
Die Bragg-Wellenlänge eines FBG ist von Natur aus empfindlich gegenüber sowohl angelegter Dehnung als auch Temperaturänderungen. Bei der Messung von Dehnung können Temperaturschwankungen zu einer zusätzlichen Wellenlängenverschiebung führen, die, wenn sie nicht kompensiert wird, zu Fehlern bei der gemessenen Dehnung führt.
Um dies zu beheben, beinhalten FBG-Sensor-Verpackungsdesigns häufig Strategien zur Temperaturkompensation:
- Mechanische Entkopplung: Die Verpackung kann so konzipiert werden, dass das FBG mechanisch von der thermischen Ausdehnung oder Kontraktion des umgebenden Materials isoliert wird. Dies kann die Verwendung von Materialien mit sehr geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten, die Schaffung von Lose-Rohr-Konstruktionen, bei denen die Faser frei in der Verpackung liegt, oder die Anwendung spezifischer geometrischer Konfigurationen umfassen, die eine temperaturinduzierte Dehnungsübertragung auf das Gitter minimieren.
- Integrierte Temperaturmessung: Eine gängige und sehr effektive Methode ist die Einbeziehung eines dedizierten FBG-Temperatursensors neben dem FBG-Dehnungssensor innerhalb desselben Pakets oder in unmittelbarer Nähe. Der Temperatursensor misst die lokale Temperatur, und diese Daten werden dann in einem Kompensationsalgorithmus verwendet, um die temperaturinduzierte Wellenlängenverschiebung von der Messung des Dehnungssensors zu subtrahieren, was eine genaue Bestimmung der tatsächlichen Dehnung ermöglicht.
Während die intrinsische Dehnungs-Empfindlichkeit eines FBG (z. B. pm/µε) selbst eine geringe Temperaturabhängigkeit aufweist, besteht das Hauptziel einer solchen Verpackung normalerweise darin, temperaturinduzierte Wellenlängenverschiebungen von dehnungsinduzierten Verschiebungen zu unterscheiden und so eine genaue Dehnungsmessung sicherzustellen.
OFSCN bietet verschiedene verpackte FBG-Sensoren an, darunter Dehnungs- und Temperatursensoren, die mit robusten Strukturen für zuverlässigen Betrieb unter verschiedenen Umweltbedingungen entwickelt wurden.
Hier sind Beispiele für unsere Produkte im Bereich Dehnungs- und Temperaturmessung: