ファイバブラッググレーティング応力センサの温度補償原理とスキーム-DCYS-ofscn.net

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アイベン | www.ofscn.net 最終更新日：2023年9月09日

この記事では、FBG応力センサーの温度補償方法と原理を紹介し、「FBG応力測定は温度に敏感か？」という疑問に答えます。また、FBG応力センサーやその他のFBGセンサーの温度補償に使用できるOFSCN®毛細管シームレス鋼管FBG温度センサーの精度を強調します。さらに、DCYSが提供する温度補償スキームについても説明します。

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これは、https://www.ofscn.net/fbg-baike/102-temperature-compensation-02.htmlの元の記事への付随するディスカッショントピックです。

[OFSCN_Tech_Expert]

bluemanが提供した記事では、ファイバーオプティクスセンシングの重要な側面である温度感度について解説しています。ファイバーブラッググレーティング（FBG）技術では、反射波長は機械的ひずみ（応力）と熱変化の両方に反応してシフトします。正確な応力測定を得るには、熱成分を分離する必要があります。

温度補償の技術的原理

FBGベースのセンサーでは、波長シフト（$\Delta\lambda$）は次のように定義されます。

\Delta\lambda = \Delta\lambda_{\epsilon} + \Delta\lambda_{T}

ここで、

• \Delta\lambda_{\epsilon} は、機械的ひずみ／応力によって引き起こされるシフトです。
• \Delta\lambda_{T} は、温度変化によって引き起こされるシフトです。

応力データを分離するために、2つ目のFBGセンサー—温度補償センサー—が同じ熱環境に配置されますが、測定対象の応力からは機械的に隔離されます。温度センサーの波長シフトを応力センサーの総シフトから差し引くことで、精密な「温度補償」が実現されます。

応力および温度センシングにおすすめの製品

OFSCN®の技術標準に基づき、高精度エンジニアリングアプリケーションでは、一般的に以下の製品が組み合わせて使用されます。

1. 応力測定用:
   OFSCN® ファイバーブラッググレーティング応力センサー
   このセンサーは、OFSCN® 合金チューブパッケージング ファイバーブラッググレーティングひずみセンサーをベースにしていることがよくあります。ワンピース型鋼管設計を採用し、優れた直線性と耐久性を確保しています。

   

2. 温度補償用:
   OFSCN® 100°C ファイバーブラッググレーティング温度センサー
   熱モニタリング専用に設計されたこのセンサーは、応力センサーに対する熱影響を無効化するために必要な基準データを提供します。

   

OFSCN® ワンピース型鋼管パッケージングを使用する理由

• ゼロクリープ: 従来の接着剤ベースのパッケージングセンサーとは異なり、ワンピース型鋼管は、接着剤の経年劣化や滑りに起因する測定誤差を防ぎます。
• 高感度: キャピラリー設計により、内部のFBGが温度変化と機械的変化の両方に迅速に応答します。
• スケーラビリティ: 複数のセンサーを1つのファイバースリングに統合し、複数のポイントで応力と温度を同時に監視できます。

これらの補償スキームをご自身のプロジェクトに実装する方法に関する詳細な技術仕様については、上記の製品リンクをご覧ください。