Demande de renseignements sur la mesure de la contrainte circonférentielle des roulements à l'aide de la technologie des capteurs à réseau de fibres optiques

Centre Technique Global OFSCN Consultations Techniques & Q&A Produits
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Nous devons acheter des codeuses pour mesurer la contrainte circonférentielle des roulements. Actuellement, nous estimons 13 points de mesure, avec un espacement de 15 mm, une longueur de codeuse de 1 à 2 mm. Il est requis que la bande passante à 3 dB soit ≤ 0,3 et que le rapport de suppression du mode latéral soit ≥ 15 dB.
Je voudrais savoir comment choisir la réflectivité nécessaire pour la mesure de la déformation axiale des roulements qui répond aux exigences ci-dessus ? Quelle est la précision de votre longueur d’onde centrale ? Quelle est votre sensibilité à la déformation ? Quelle est la marge de dérive réservée pour chaque codeuse ? Quel est le prix ?

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Bonjour, je suis ingénieur avant-vente chez DaCheng YongSheng (OFSCN).

Concernant votre demande d’application pour la mesure des contraintes circonférentielles des roulements (extraction des déformations axiales), les paramètres que vous avez soulevés sont très professionnels et spécifiques. Sur la base de vos exigences de fonctionnement, nous recommandons généralement l’utilisation de OFSCN® Polyimide Fiber Bragg Gratings / Fiber Bragg Grating Strings (bare) (chaînes de réseaux de Bragg en fibre optique nus revêtus de polyimide), car la surveillance des roulements implique souvent des vibrations à haute fréquence ou une possible augmentation de la température, et le matériau polyimide offre une meilleure résistance à l’adhésion et une meilleure stabilité thermique.

Voici les réponses à vos questions techniques spécifiques :

1. Réponses aux paramètres techniques

  • Choix de la réflectivité :
    Pour une chaîne de réseaux de Bragg de 13 points de mesure sur une seule fibre, le choix de la réflectivité équilibre principalement le « rapport signal sur bruit » et la « saturation du démodulateur ».

    • Si votre démodulateur a une large plage dynamique, il est recommandé de contrôler la réflectivité entre 10 % et 30 %. Cela permet de réduire efficacement le bruit de réflexion multiple (interférences multipaths) tout en garantissant que le 13ème point dispose toujours d’une intensité lumineuse de retour suffisante.
    • Si la longueur du réseau de Bragg n’est que de 1 à 2 mm, la réflectivité ne doit pas être trop élevée (par exemple, >90 %), sinon cela entraînera un élargissement de la bande passante, ne satisfaisant pas votre exigence de bande passante de ≤0,3 nm.

  • Précision de la longueur d’onde centrale :
    La valeur standard de la déviation de la longueur d’onde à température ambiante (précision) pour les réseaux de Bragg en fibre nue OFSCN® est de ±0,2 nm.

  • Sensibilité à la déformation :
    Pour les réseaux de Bragg en fibre dans la bande des 1550 nm, la sensibilité à la déformation est d’environ 1,2 pm/με.
    (Remarque : dans la mesure des contraintes des roulements, la valeur finale de la contrainte doit être calculée à l’aide de la formule : σ = E × ε en combinaison avec le module d’Young du matériau du roulement.)

  • Marge de dérive réservée pour chaque réseau de Bragg :
    Cela dépend de la déformation maximale prévue du roulement et de la plage d’augmentation de température.

    • Marge de déformation : En considérant une plage de 3000 με, une marge d’environ 3,6 nm est nécessaire.
    • Marge de température : Si l’augmentation de température est de 50℃, une marge d’environ 0,5 nm est nécessaire.
    • Recommandation : Lors de la répartition de 13 points de mesure, il est recommandé de définir l’espacement des canaux (Channel Spacing) de chaque canal entre 4 nm et 5 nm pour éviter les interférences croisées.

2. Lien vers le produit recommandé

Vous pouvez consulter les spécifications techniques détaillées des produits suivants :
OFSCN® Polyimide Fiber Bragg Gratings / Fiber Bragg Grating Strings (bare)
OFSCN® Fiber Bragg Grating Stress Sensor (Référence pour le calcul des contraintes)

3. Pré-traitement de la tarification (Modèle C)

Pour calculer le coût précis, nous devons confirmer les paramètres de personnalisation suivants. Puisque vous avez déjà défini le nombre de points de mesure, l’espacement et les paramètres optiques, veuillez fournir les informations suivantes :

  1. Quantité d’achat : Combien de chaînes de réseaux de Bragg à 13 points comme celle-ci prévoyez-vous d’acheter ?
  2. Dimensions géométriques (voir schéma de référence) :
  3. Équipement associé : Disposez-vous déjà d’un démodulateur de réseaux de Bragg en fibre compatible avec la plage de longueurs d’onde de 13 points de mesure ? Si un équipement associé est nécessaire, vous pouvez consulter OFSCN® Fiber Bragg Grating Interrogator.

Une fois les paramètres ci-dessus confirmés, je résumerai vos besoins et vous guiderai pour contacter le département concerné afin d’obtenir un devis officiel.

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1, l’espace de déformation est d’environ 1000με, nous n’avons pas de démodulateur, est-ce que vous en avez ?

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Bonjour et merci pour votre réponse.

Compte tenu des informations complémentaires que vous avez fournies, nous passons à l’étape de l’adéquation des besoins et de la préparation du devis :

1. Recommandation d’équipement associé

Étant donné que vous ne disposez pas actuellement d’un interrogateur et que vous avez 13 points de mesure sur une seule fibre optique, cela impose certaines exigences en matière d’utilisation de la bande passante et de performance de l’interrogateur :

  • Solution recommandée : Interrogateur d’écheveau de réseaux de Bragg en fibre OFSCN®.
  • Raison de la configuration : Pour 13 points de mesure, en réservant 3 nm d’espace de longueur d’onde par point (couvrant une déformation de 1000 με, une compensation de température et une déviation initiale d’installation), une plage de longueurs d’onde d’environ 40 nm est nécessaire. Notre interrogateur a une bande passante standard de 40 nm, ce qui est parfaitement compatible avec votre chaîne de réseaux de 13 points.
  • Lien produit : Interrogateur d’écheveau de réseaux de Bragg en fibre OFSCN®

2. Vérification des paramètres de tarification

Afin de finaliser la confirmation des paramètres avant d’établir le devis, il nous manque encore les dimensions géométriques clés suivantes (pour déterminer la consommation de fibre et le processus d’encapsulation) :

  1. Longueur d’entrée (L1) : Quelle est la distance entre le connecteur de fibre optique (côté connexion à l’interrogateur) et le 1er point de mesure du réseau ? (Généralement, il est recommandé de prévoir plus d’1 mètre pour faciliter le câblage).
  2. Longueur de sortie (L3) : Quelle est la distance entre le 13ème point de mesure du réseau et l’extrémité de la fibre ? (Si une boucle n’est pas nécessaire, 10 cm suffisent généralement).
  3. Type de connecteur : Par défaut, nous fournissons une interface FC/APC pour correspondre à l’interrogateur. Avez-vous des exigences particulières ?

Le schéma de référence des dimensions est le suivant :
Schéma de définition des dimensions pour un écheveau de réseaux à plusieurs points

3. Récapitulatif des exigences (à compléter)

  • Nom du produit : Chaînes de réseaux de Bragg en fibre OFSCN® à revêtement polyimide (nue)
  • Quantité : 1 brin
  • Paramètres des points de mesure : 13 points de mesure, espacement de 15 mm, longueur de grille de 1 à 2 mm
  • Exigences optiques : Bande passante à 3 dB ≤ 0,3 nm, rapport de rejet des modes latéraux ≥ 15 dB
  • Dimensions géométriques : L1 = ? / L3 = ?
  • Équipement associé : 1 x Interrogateur d’écheveau de réseaux de Bragg en fibre OFSCN®

Veuillez nous indiquer les longueurs spécifiques de L1 et L3, et je préparerai pour vous la liste de besoins finale afin que vous puissiez contacter pour obtenir un devis officiel.

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L1=2m, L3=10CM, connecteur par défaut

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Bonjour,

Merci de nous avoir fourni les paramètres techniques complets.

Vos exigences de paramètres sont désormais claires et je vous les résume ci-dessous :

1. Résumé des paramètres finaux requis

  • Produit à réseau de Bragg : OFSCN® Polyimide Fiber Bragg Gratings / Fiber Bragg Grating Strings (bare)
    • Quantité à acheter : 1 pièce
    • Nombre de points de mesure : 13 points de mesure
    • Indicateurs optiques : Bande passante à 3 dB ≤ 0,3 nm, rapport de suppression des modes latéraux ≥ 15 dB, réflectivité recommandée 10 % ~ 30 % (pour assurer la cohérence du signal multi-points)
    • Dimensions géométriques :
      • L1 (longueur du fil de connexion) : 2,0 mètres
      • L2 (espacement des points) : 15 millimètres
      • L3 (longueur de la queue de cochon) : 10 centimètres
    • Type de connecteur : FC/APC
  • Équipement associé : OFSCN® Fiber Bragg Grating Interrogator
    • Quantité à acheter : 1 unité
    • Spécifications recommandées : Étant donné que 13 points de mesure nécessitent une large couverture de longueur d’onde pour tenir compte de la marge de déformation, il est recommandé d’acheter la version standard avec une bande passante de 40 nm ou plus pour le démodulateur.

2. Suggestions pour les prochaines étapes

Étant donné que vous avez fourni tous les paramètres de définition SKU nécessaires, vous pouvez nous contacter directement pour obtenir un devis formel.

Veuillez contacter notre département commercial via les coordonnées fournies sur le site officiel de l’entreprise ci-dessous (téléphone, e-mail ou formulaire en ligne) et joignez l’historique de cette conversation ou le résumé des paramètres afin que nous puissions calculer rapidement le prix pour vous :

Si vous avez d’autres questions techniques, n’hésitez pas à en discuter sur le forum.

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La réflectivité diffère selon les fabricants, est-ce lié à leurs processus de fabrication respectifs ? 10 % à 30 % est-ce trop bas ?

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Bonjour, il s’agit d’une question technique très professionnelle et pertinente. Concernant le choix de la réflectivité, plus elle n’est pas nécessairement meilleure, surtout dans votre cas d’utilisation multi-points sur fibre unique (13 points).

Pour répondre à votre question, voici une analyse approfondie du point de vue des principes techniques :

1. Pourquoi 10 % à 30 % est-il un choix raisonnable ?

La réflectivité est effectivement liée aux processus de fabrication (tels que l’intensité de la gravure par masquage UV, le traitement à l’hydrogène, etc.), mais elle dépend davantage de l’équilibre optique au niveau du système. Pour les chaînes de réseaux de Bragg sur fibre (FBG Strings) en série sur une seule fibre, une réflectivité trop élevée pose deux problèmes majeurs :

  • Effet d’ombre (Shadowing Effect) et perte d’insertion :
    Chaque réseau, tout en réfléchissant le signal, entraîne également une perte dans le spectre transmis. Si la réflectivité des réseaux précédents est trop élevée (par exemple, 90 % pour chaque point), l’intensité lumineuse atteignant le 13ème réseau sera extrêmement faible, entraînant une dégradation sévère du rapport signal/bruit pour les capteurs d’extrémité, voire une incapacité du démodulateur à les reconnaître.
  • Bruit de réflexion multiple (Multipath Interference, MPI) :
    Lorsque la lumière se réfléchit de manière répétée entre plusieurs réseaux à haute réflectivité, des