Wir müssen eine Raster-Messung von tangentialen Spannungen in Lagern durchführen. Derzeit schätzen wir 13 Messpunkte mit einem Abstand von 15 mm, einer Rasterlänge von 1–2 mm, wobei eine 3-dB-Bandbreite von ≤ 0,3 und ein Seitenbandunterdrückungsverhältnis von ≥ 15 dB gefordert sind.
Ich möchte wissen, wie die für die axiale Dehnungsmessung von Lagern erforderliche Reflexion bei Erfüllung der oben genannten Anforderungen ausgewählt werden soll? Wie hoch ist die Genauigkeit Ihrer zentralen Wellenlänge? Wie hoch ist die Dehnungsempfindlichkeit? Welcher Driftbereich ist für jedes Raster vorgesehen? Wie ist die Preisgestaltung?
Hallo, ich bin ein Pre-Sales-Ingenieur bei DaCheng YongSheng (OFSCN).
Bezüglich Ihrer Anwendungsanforderungen zur Messung von Umfangsspannungen in Lagern (Extraktion von axialen Dehnungen) sind Ihre Parameter sehr professionell und spezifisch. Basierend auf Ihren Arbeitsbedingungen empfehlen wir normalerweise die Verwendung von OFSCN® Polyimide Fiber Bragg Gratings / Fiber Bragg Grating Strings (bare) (mit Polyimid beschichtete nackte Faser-Bragg-Gitter-Strings), da die Lagerüberwachung oft Hochfrequenzvibrationen oder mögliche Temperaturanstiege beinhaltet und Polyimidmaterial eine bessere Haftfestigkeit und Temperaturbeständigkeit aufweist.
Bezüglich Ihrer spezifischen technischen Fragen sind die Antworten wie folgt:
1. Antwort auf technische Parameter
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Auswahl der Reflektivität:
Für einen Gitter-String mit 13 Messpunkten auf einer einzelnen Faser ist die Wahl der Reflektivität ein Kompromiss zwischen „Signal-Rausch-Verhältnis“ und „Sättigung des Demodulators“.- Wenn Ihr Demodulator einen großen Dynamikbereich hat, wird empfohlen, die Reflektivität zwischen 10 % und 30 % zu halten. Dies kann Mehrwege-Interferenzrauschen (Multipath Interference) effektiv reduzieren und gleichzeitig sicherstellen, dass der 13. Punkt immer noch eine ausreichende Rücklichtintensität hat.
- Wenn die Länge des Bragg-Gitters nur 1-2 mm beträgt, sollte die Reflektivität nicht zu hoch gewählt werden (z. B. >90 %), da dies zu einer Bandbreitenerweiterung führt und nicht Ihrer Anforderung einer Bandbreite von ≤0,3 nm entspricht.
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Zentrierwellenlängen-Genauigkeit:
Der Standardwert für die Wellenlängenabweichung (Genauigkeit) bei Raumtemperatur für OFSCN® nackte Faser-Bragg-Gitter beträgt ±0,2 nm. -
Dehnungsempfindlichkeit:
Für Faser-Bragg-Gitter im 1550-nm-Band beträgt die Dehnungsempfindlichkeit etwa 1,2 pm/με.
(Hinweis: Bei der Messung von Lagerbelastungen muss der endgültige Spannungswert durch die Formel:σ = E × εunter Berücksichtigung des Elastizitätsmoduls des Lagermaterials berechnet werden.) -
Vorgesehener Driftbereich für jedes Gitter:
Dies hängt von der erwarteten maximalen Dehnung und dem Temperaturbereich des Lagers ab.- Dehnungsbereich: Wenn von einem Messbereich von 3000 με ausgegangen wird, sind etwa 3,6 nm erforderlich.
- Temperaturbereich: Bei einem Temperaturanstieg von 50 °C sind etwa 0,5 nm erforderlich.
- Empfehlung: Bei der Verteilung von 13 Messpunkten wird empfohlen, den Wellenlängenabstand pro Kanal (Channel Spacing) auf 4 nm bis 5 nm einzustellen, um Kreuzinterferenzen zu vermeiden.
2. Empfohlene Produktlinks
Sie können die detaillierten technischen Spezifikationen der folgenden Produkte einsehen:
OFSCN® Polyimide Fiber Bragg Gratings / Fiber Bragg Grating Strings (bare)
OFSCN® Fiber Bragg Grating Stress Sensor (Referenz zur Spannungsberechnung)
3. Preisvorverhandlung (Modus C)
Um die genauen Kosten zu ermitteln, müssen wir die folgenden kundenspezifischen Parameter bestätigen. Da Sie die Anzahl der Messpunkte, den Abstand und die optischen Parameter bereits festgelegt haben, ergänzen Sie bitte die folgenden Informationen:
- Kaufmenge: Wie viele dieser 13-Punkt-Gitter-Strings planen Sie zu kaufen?
- **Geometrische Abmessungen (Referenzdiagramm):
- Bitte bestätigen Sie L1 (Länge der Zuleitung): Der Abstand vom Faserstecker bis zum 1. Messpunkt (normalerweise 1 Meter oder mehr).
- Bitte bestätigen Sie L3 (Länge des Anschlusskabels): Der Abstand vom 13. Messpunkt bis zum Ende.
- Wir haben den von Ihnen erwähnten Abstand von 15 mm (L2) zur Kenntnis genommen.
- Referenzdiagramm: Diagramm zur Definition der Segmentierung von Messpunkten für Mehrpunkt-FBGs
- Zugehörige Geräte: Haben Sie bereits einen Faser-Bragg-Gitter-Demodulator, der mit dem Wellenlängenbereich von 13 Messpunkten kompatibel ist? Wenn eine Ergänzung benötigt wird, siehe OFSCN® Fiber Bragg Grating Interrogator.
Sobald die oben genannten Parameter bestätigt sind, werde ich Ihre Anforderungen zusammenfassen und Sie bitten, sich mit der zuständigen Abteilung in Verbindung zu setzen, um ein formelles Angebot zu erhalten.
1 Stück, der Dehnungsbereich liegt bei etwa 1000 με. Wir haben keinen Demodulator, habt ihr einen?
Hallo, vielen Dank für Ihre Antwort.
Basierend auf den von Ihnen bereitgestellten zusätzlichen Informationen gehen wir nun zur Phasenumfangübereinstimmung und Angebotserstellung über:
1. Empfehlung für Zubehör
Da Sie derzeit keinen Demodulator haben und 13 Messpunkte auf einer einzigen Faser eingerichtet sind, sind bestimmte Anforderungen an die Bandbreitennutzung und Leistung des Demodulators zu stellen:
- Empfohlene Lösung: OFSCN® Fiber Bragg Grating Interrogator.
- Begründung der Konfiguration: 13 Messpunkte mit jeweils 3 nm Wellenlängenabstand (zur Kompensation von 1000με Dehnung, Temperaturänderungen und anfänglicher Installationsabweichungen) erfordern einen Wellenlängenbereich von ca. 40 nm. Unser Standard-Demodulatorbandbreite beträgt üblicherweise 40 nm, was perfekt zu Ihrer 13-Punkte-Fasergrattruppe passt.
- Produktlink: OFSCN® Fiber Bragg Grating Interrogator
2. Überprüfung der Preisgestaltungsparameter
Um die Parameter vor der Angebotserstellung zu bestätigen, fehlen uns derzeit noch die folgenden wichtigen geometrischen Abmessungen (zur Bestimmung des Verbrauchs der gesamten Faser und des Verkapselungsverfahrens):
- Einlauflänge (L1): Wie weit ist die Entfernung vom Faserstecker (zum Demodulator) bis zum 1. Messpunkt des Gratings? (Normalerweise werden mehr als 1 Meter empfohlen, um die Kabelführung zu erleichtern).
- Auslauffaserlänge (L3): Wie weit ist die Entfernung vom 13. Messpunkt des Gratings bis zum Ende der Faser? (Wenn keine Schleife benötigt wird, reichen normalerweise 10 cm aus).
- Steckertyp: Standardmäßig wird eine FC/APC-Schnittstelle zur Anpassung an den Demodulator bereitgestellt. Haben Sie spezielle Anforderungen?
Skizze zur Referenz der Abmessungen finden Sie unten:
Diagramm zur Definition der Abmessungen von Fasergrattruppen mit mehreren Messpunkten
3. Zusammenfassung der Anforderungsparameter (noch zu vervollständigen)
- Produktname: OFSCN® Polyimide Fiber Bragg Grating Strings (bare)
- Bestellmenge: 1 Strang
- Messpunktdetails: 13 Messpunkte, Abstand 15 mm, Gratingslänge 1-2 mm
- Optische Anforderungen: 3 dB Bandbreite ≤ 0,3 nm, Seitenmodenunterdrückung ≥ 15 dB
- Geometrische Abmessungen: L1 = ? / L3 = ?
- Zubehör: OFSCN® Fasergrating-Demodulator × 1 Einheit
Bitte teilen Sie uns die spezifischen Längen für L1 und L3 mit, damit ich die endgültige Anforderungsliste für Sie zusammenstellen kann, damit Sie die offizielle Angebotserstellung anfordern können.
L1=2m, L3=10CM, Standardanschluss
Hallo und vielen Dank für die Bereitstellung der vollständigen technischen Parameter.
Ihre benötigten Parameter sind nun alle klar und ich fasse sie für Sie wie folgt zusammen:
1. Zusammenfassung der endgültigen Bedarfsparameter
- Gitterprodukt: OFSCN® Polyimide Fiber Bragg Gratings / Fiber Bragg Grating Strings (bare)
- Kaufmenge: 1 Stück
- Anzahl der Messpunkte: 13 Messpunkte
- Optische Indikatoren: 3dB Bandbreite ≤ 0,3 nm, Seitenbandunterdrückung ≥ 15 dB, Reflektivität empfohlen 10 % ~ 30 % (um die Konsistenz des Mehrpunktérieurs zu gewährleisten)
- Abmessungen:
- L1 (Leitungsdrahtlänge): 2,0 Meter
- L2 (Abstand zwischen den Punkten): 15 Millimeter
- L3 (Länge des Anschlusskabels): 10 Zentimeter
- Steckertyp: FC/APC
- Zugehörige Ausrüstung: OFSCN® Fiber Bragg Grating Interrogator
- Kaufmenge: 1 Gerät
- Empfohlene Spezifikation: Da 13 Messpunkte in Kombination mit der Dehnungsreserve eine große Wellenlängenabdeckung erfordern, wird empfohlen, eine Standardversion des Demodulators mit einer Bandbreite von 40 nm oder mehr zu wählen.
2. Empfehlung für nächste Schritte
Da Sie alle notwendigen SKU-Definitions-Parameter angegeben haben, können Sie sich direkt an uns wenden, um ein formelles Angebot zu erhalten.
Bitte kontaktieren Sie unsere Vertriebsabteilung über die auf der offiziellen Website unseres Unternehmens angegebenen Kontaktmöglichkeiten (Telefon, E-Mail oder Online-Formular) und fügen Sie den Gesprächsverlauf oder die Parameterzusammenfassung bei, damit wir die Preise schnell für Sie berechnen können:
- Glasfaser-Gitter-Sensoren (Chinesische Website): https://www.ofscn.com
- Glasfaser-Gitter-Sensoren (Internationale Website): https://www.ofscn.net
- Spezialfasern und -kabel (Internationale Website): https://www.ofscn.org
Wenn Sie weitere technische Fragen haben, können Sie diese jederzeit gerne im Forum diskutieren.
Die verschiedenen Hersteller geben unterschiedliche Reflexionsgrade an. Liegt das an ihren jeweiligen Herstellungsverfahren? Sind 10% bis 30% zu niedrig?
Hallo, dies ist eine sehr professionelle und treffende technische Frage. Bei der Wahl der Reflektivität gilt nicht: je stärker, desto besser, insbesondere nicht in Ihrem Fall von einer Faser mit mehreren Messpunkten (13 Punkte).
Zur Klärung Ihrer Frage, hier eine tiefgehende technische Analyse:
1. Warum sind 10 % bis 30 % eine vernünftige Wahl?
Die Höhe der Reflektivität hängt zwar von der Herstellung (wie der Belichtungsstärke der UV-Maske, der Wasserstoffbehandlung usw.) ab, ist aber noch mehr vom optischen Gleichgewicht auf Systemebene abhängig. Bei der Reihenschaltung mehrerer Bragg-Gitter (FBG Strings) auf einer einzigen Faser führt eine zu hohe Reflektivität zu zwei Hauptproblemen:
- Abschattungseffekt (Shadowing Effect) und Einfügedämpfung:
Jedes Gitter reflektiert nicht nur das Signal, sondern verursacht auch eine Dämpfung im transmittierten Spektrum. Wenn die Reflektivität der vorderen Gitter zu hoch ist (z. B. 90 % für jeden Punkt), wird die Lichtintensität, die das 13. Gitter erreicht, extrem schwach sein, was zu einem stark reduzierten Signal-Rausch-Verhältnis am Endsensor führt, so dass der Demodulator es möglicherweise nicht einmal erkennen kann. - Mehrwege-Interferenzrauschen (Multipath Interference, MPI):
Wenn Licht zwischen mehreren Gittern mit hoher Reflektivität hin- und herreflektiert, entstehen „Geisterpeaks“ oder eine Anhebung des Grundrauschens. Eine Reflektivität von 10 % bis 30 % unterdrückt effektiv Mehrwege-Interferenzen und gewährleistet die Ebenheit der Spektralbasislinie und die Genauigkeit der Wellenlängenpositionierung.
2. Der Zusammenhang zwischen Reflektivität und Bandbreite (3dB Bandbreite)
Die von Ihnen geforderte 3dB-Bandbreite ≤ 0,3 nm ist ebenfalls eine entscheidende Einschränkung.
Physikalisch gesehen führt die Erzwingung einer hohen Reflektivität für kurze Gitterbereiche (1 mm bis 2 mm – Ihre Anforderung) zu einer erhöhten Kopplungsstärke des Gitters, wodurch sich das Spektrum verbreitert (Verstärkung von Seitenbändern). Um eine schmale Bandbreite und ein hohes Seitenbandunterdrückungsverhältnis (SMSR ≥ 15 dB) aufrechtzuerhalten, liefern niedrige bis mittlere Reflektivitätsstärken (10 % bis 30 %) ein saubereres, symmetrischeres Gaußsches Spektrum.
3. Prozesskonsistenz
Die von verschiedenen Herstellern angegebenen empfohlenen Werte hängen tatsächlich vom Herstellungsprozess ab. DCYS (Cheng Yong Sheng) verwendet einen ausgereiften Belichtungsprozess, der die Konsistenz der Reflektivität jedes Punktes in einem Gitterstrang präzise steuern kann. Bei dem 13-Punkte-Schema können wir durch Prozesskompensation sicherstellen, dass die zurückkehrende Lichtintensität des gesamten Gitterstrangs ausgeglichen bleibt.
4. Schlussfolgerung
Eine Reflektivität von 10 % bis 30 % ist nicht niedrig. Moderne FBG-Demodulatoren (wie der OFSCN® Fiber Bragg Grating Interrogator) verfügen über eine extrem hohe Empfindlichkeit und einen großen Dynamikbereich, so dass selbst eine Reflektivität von 10 % ausreicht, um hochpräzise Dehnungsanalysen mit ausreichendem Signal-Rausch-Verhältnis zu unterstützen.
Empfohlenes Produkt als Referenzbild:
Dies ist ein Beispiel unseres nackten Faser-Bragg-Gitter-Strangs, der trotz seines extrem kleinen Durchmessers und der Mehrpunktverteilung eine hervorragende optische Leistung beibehält:
Endgültiger Rat:
Ihre Parameter (13 Punkte, 15 mm Abstand, schmale Bandbreite) sind bereits sehr klar. Wir empfehlen, bei einem Reflektivitätsdesign von 10 % bis 30 % zu bleiben. Wenn Sie besondere Bedenken hinsichtlich der Signalstärke haben, können wir Ihnen eine Gradientenverteilung der Reflektivität individuell anpassen, aber für 13 Punkte ist das Standarddesign mit konsistenter Verteilung bereits stabil genug.
Sie können die Produktseite besuchen, um mehr über die Eigenschaften von Polyimid-Bragg-Gittern zu erfahren:
OFSCN® Polyimide Fiber Bragg Gratings / Fiber Bragg Grating Strings (bare)
Wenn Sie weitere Fragen zur Berechnungslogik der Lagerbeanspruchungsermittlung haben, können Sie diese gerne weiter diskutieren.