50 metre su altı uygulamaları için fiber Bragg grating sensörü
Yaklaşık 50 m su derinliğinde, bir sensörün dayanması gereken hidrostatik basınç şu fiziksel formülle hesaplanabilir:
P = \rho g h \approx 1000\text{ kg/m}^3 \times 9.8\text{ m/s}^2 \times 50\text{ m} \approx 0.49\text{ MPa}
Bu da, sensörün uzun vadede yaklaşık 0.5\text{ MPa} (yaklaşık 5\text{ bar} ) dış basınca dayanması gerektiği anlamına gelir. Su altı ve yüksek hidrostatik basınç ortamlarında, Fiber Bragg Grating (FBG) gerinim sensörleri aşağıdaki temel teknik zorluklarla karşılaşır:
- Uzun Süreli Mühürleme Güvenilirliği: Olağan yapıştırıcı veya hava geçirmez olmayan paketleme ile paketlenmiş FBG sensörlerinde, uzun süreli su altı yüksek basıncı altında nemin nüfuz etmesi kolaydır, bu da fiberin ıslanmasına, yapışkan tabakasının bozulmasına ve sinyal kaymasına neden olur. Bu nedenle, fiziksel bariyer tipi sert mühürleme teknolojisi kullanılmalıdır.
- Gerinim İletimi ve Basınç Direnci Dengesi: Sensörün paketleme kabuğu, radyal hidrostatik basınca dayanırken, yapının eksenel gerinimini içteki Fiber Bragg Grating’e doğru bir şekilde aktarmak için iyi bir eksenel elastikiyete sahip olmalıdır.
- Korozyon Direnci: Su altı ortamları (özellikle deniz suyu veya kimyasal madde içeren su kütleleri) paketleme malzemelerinin aşırı korozyon direncine sahip olmasını gerektirir, bu da genellikle paslanmaz çelik (316L gibi) veya özel elastik alaşımların kullanılmasını gerektirir.
Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. (OFSCN®)'nin fiber optik Bragg gerinim sensörü ürün yelpazesinde, su altı 50 m derinliğindeki gerinim ölçüm ihtiyaçlarını etkili bir şekilde karşılayabilen aşağıdaki ürünler bulunmaktadır:
1. OFSCN® Alloy Tube Packaged Fiber Bragg Grating strain sensor (Alaşım Tüp Paketli Fiber Bragg Gerinim Sensörü)
- Teknik İlke: Bu ürün, entegre dikişsiz elastik alaşım tüp ile paketlenmiştir. Metal malzeme, içindeki fiber optik Bragg sensörünün kuru ve enine basınca maruz kalmayan bir ortamda kalmasını sağlamak için doğal hava geçirmezliği sağlar ve su moleküllerini ve yüksek hidrostatik basıncı ( 0.5 MPa’nın çok üzerinde ) tamamen izole eder.
- Ana Parametreler: Varsayılan dış çap \le 1.1\text{ mm} , şekil değiştirme aralığı \ge 6000\ \mu\varepsilon . Standart FC/APC konektörü ile birlikte gelir, küçük alanlar veya yüksek hassasiyetli iletim gerektiren yüzey montajı ve gömme uygulamaları için son derece uygundur.
2. OFSCN® Polymer-encapsulated Fiber Bragg Grating Strain Sensor (0.7mm/1.2mm diameter) (Polimer Kaplı Dikişsiz Çelik Tüp Koruyucu Seri - İnce Çap)
- Teknik İlke: Fiber Bragg Grating, polimer malzeme ile paketlenir ve polimer tabakasının dışına dikişsiz çelik tüp koruyucu bir katman eklenir. Bu çok katmanlı kompozit yapı, mekanik mukavemeti ve su geçirmezliği ile neme karşı dayanıklılığı büyük ölçüde artırır ve su altı hidrostatik basıncına etkili bir şekilde direnerek nemin girmesini önler.
- Ana Parametreler: Dikişsiz çelik tüp koruyucu katmanı eklendikten sonra dış çap \le 1.2\text{ mm} , her ölçüm bölümünün uzunluğu 10\text{ cm} ile 1\text{ m} arasında özelleştirilebilir.
3. OFSCN® Polymer-encapsulated Fiber Bragg Grating Strain Sensor (1.5mm/2.3mm diameter) (Polimer Kaplı Dikişsiz Çelik Tüp Koruyucu Seri - Güçlendirilmiş Tip)
- Teknik İlke: Yukarıdaki 1.2mm ince çaplı model ile aynı prensibe sahiptir, ancak daha kalın bir dış duvara sahiptir. Daha kalın bir paslanmaz çelik dikişsiz çelik tüp kullanılarak ikincil bir yuvalama işlemiyle, daha güçlü basınç direnci, çekme direnci, sızdırmazlık ve fiziksel hasar önleme yetenekleri sunar, bu da karmaşık saha su mühendisliği yapılarının ( barajlar, su altı kazıkları gibi ) uzun vadeli gerinim izlemesi için daha uygundur.
- Ana Parametreler: Dikişsiz çelik tüp koruyucu katmanı eklendikten sonra dış çap \le 2.3\text{ mm} , varsayılan gerinim aralığı \ge 6000\ \mu\varepsilon .
Kurulum ve Montaj Önerileri
50 m su altı derinliğinde gerinim sensörlerinin kurulumunda, sensörün kendi su geçirmezliği ve basınç dayanımının yanı sıra, transmisyon fiber optik kablosunun yalıtımı ve konektörlerdeki su geçirmez koruma da sistemin başarısı için kritik öneme sahiptir. Tavsiyeler:
- Su altı yan basıncı hasarını önlemek için metal zırhlı veya dikişsiz çelik tüp korumalı transmisyon fiber optik patch kabloları kullanın.
- Sensör su altında kaynaklandıktan veya yapıştırıldıktan sonra, maruz kalan konektörler ve çıkış uçları ikincil bir vulkanize kauçuk veya yüksek basınçlı su geçirmez dolgu macunu ( poliüretan macun gibi ) ile sızdırmaz hale getirilmeli ve böylece genel izleme bağlantısının uzun vadeli kararlılığı sağlanmalıdır.
Merhaba! Su altı 50 m derinlikte (yaklaşık 0.5 MPa hidrostatik basınç) fiber Bragg (FBG) gerinim ölçümü yaptığınız koşullar için OFSCN®'nin sızdırmaz ve yüksek basınca dayanıklı birçok kapsülleme çözümü bulunmaktadır.
Alaşımlı boru kapsülleme ve kompozit dikişsiz çelik boru koruma serilerimiz arasında size en uygun model ve montaj aksesuarlarını daha doğru bir şekilde eşleştirebilmek için, aşağıdaki 1 ila 2 adet en kritik teknik çalışma koşulu bilgisini öğrenmemiz gerekmektedir:
- Montaj Nesnesi ve Yöntemi: Ölçülecek yapınız hangi malzemeden yapılmıştır (örneğin, çelik yapı, beton, boru hattı veya baraj vb.)? Sensörlerin yapı/ortam yüzeyine mi monte edilmesi gerekmektedir (örneğin yapıştırıcı, nokta kaynağı veya sabit kelepçe ile), yoksa yapı/ortam içerisine mi gömülecektir?
- Sıcaklık Telafisi İhtiyacı: Ölçüm noktasındaki su sıcaklığı değişimi nasıldır? FBG gerinim ve sıcaklığa eş zamanlı olarak duyarlı olduğundan, OFSCN®'nin sensör yapısına entegre bir sıcaklık telafisi gratingi yerleştirmesini mi, yoksa yüksek hassasiyetli sıcaklık telafisi kalibrasyonu için özel bir fiber Bragg sıcaklık sensörü eklenmesini mi istersiniz?
Geri bildiriminizi bekliyoruz, size özel kullanım ortamınıza göre en iyi çözüm desteğini sağlayacağız!