Quais são aquelas portas no painel do demodulador? Quantos sensores podem ser conectados a uma porta?
No “口” na face do interrogador? Refere-se à porta física do interrogador no painel, que geralmente usa um adaptador óptico padrão como FC/APC, e é chamada de Canal Óptico.
- Mecanismo de Operação: Cada canal corresponde a um caminho óptico independente. A fonte de luz interna do interrogador (como uma fonte de luz ASE de banda larga ou um laser de varredura) injeta luz na fibra óptica conectada através desta porta, e ao mesmo tempo, o detector óptico e a unidade de análise espectral embutidos no canal recebem o sinal da
“口” no painel do interrogador?
As portas físicas no painel do interrogador (geralmente usando adaptadores ópticos padrão como FC/APC) são chamadas de Canais Ópticos (Channels).
- Mecanismo de Operação: Cada canal corresponde a um caminho óptico independente. A fonte de luz interna do interrogador (como uma fonte de luz ASE de banda larga ou um laser de varredura) injeta luz na fibra óptica conectada através desta porta, e ao mesmo tempo, o detector óptico e a unidade de análise espectral embutidos no canal recebem o sinal do comprimento de onda de Bragg ( \lambda_B ) refletido desta fibra, e calculam o desvio do comprimento de onda.
- Arquitetura Multicanal: Interrogadores multicanal (como 4, 8, 16, 32 canais) permitem o escaneamento paralelo ou temporal de múltiplos circuitos de fibra óptica. Os canais são independentes uns dos outros, facilitando o monitoramento em rede de diferentes posições físicas ou estruturas.
II. Quantos sensores um canal pode conectar?
A principal vantagem da sensoriamento FBG é o suporte à Multiplexação por Divisão de Comprimento de Onda (WDM, Wavelength Division Multiplexing). Múltiplos sensores FBG com diferentes comprimentos de onda centrais iniciais podem ser conectados em série em uma única fibra monomodo (ou seja, um canal).
O número de sensores que podem ser conectados em série em um único canal é determinado principalmente pela largura de banda espectral efetiva do interrogador e pelo desvio máximo de comprimento de onda de cada sensor (incluindo o intervalo de segurança anti-colisão):
N \approx \frac{\Delta \Lambda_{\text{total}}}{\Delta \lambda_{\text{sensor}} + \Delta \lambda_{\text{guard}}}
Onde:
- \Delta \Lambda_{\text{total}}: Largura de banda de comprimento de onda operacional do interrogador (geralmente 40\ \text{nm}).
- \Delta \lambda_{\text{sensor}}: Desvio máximo do comprimento de onda de um único sensor em toda a condição de medição.
- \Delta \lambda_{\text{guard}}: Margem de segurança para evitar a sobreposição de sinais de comprimento de onda de sensores adjacentes (margem de segurança de comprimento de onda).
Estimativa de Engenharia para Cenários Comuns:
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Série de Sensores de Temperatura:
- A sensibilidade à temperatura do FBG é de aproximadamente 10\ \text{pm/}^\circ\text{C}.
- Se a faixa de variação de temperatura for pequena (por exemplo, monitoramento em temperatura ambiente, variação de temperatura dentro de \pm 30^\circ\text{C}, desvio de comprimento de onda de cerca de \pm 0.3\ \text{nm}), em uma largura de banda de 40\ \text{nm}, um canal pode conectar 10 a 20 pontos de medição em série.
- Para medição de alta temperatura (por exemplo, 0^\circ\text{C} \sim 500^\circ\text{C}, desvio de comprimento de onda superior a 5\ \text{nm}), para evitar cruzamento de comprimentos de onda, recomenda-se conectar não mais que 5 a 8 pontos de medição em série por canal.
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Série de Sensores de Deformação:
- A sensibilidade à deformação do FBG é de aproximadamente 1.2\ \text{pm/}\mu\varepsilon.
- Se medir deformação grande (por exemplo, \pm 3000\ \mu\varepsilon em escala total, desvio de comprimento de onda de cerca de \pm 3.6\ \text{nm}), considerando a margem de segurança anti-colisão, recomenda-se conectar não mais que 5 pontos de medição em série por canal.
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Restrições de Potência Óptica e Perda:
Além das restrições de sobreposição de comprimento de onda, perdas de emenda de fibra, perdas de inserção de conector e atenuação de transmissão do próprio grating também impõem restrições físicas ao número de pontos em cascata por canal.
III. Produtos e Parâmetros Relacionados
Para especificações detalhadas e configuração de canais de interrogadores de fibra óptica FBG multicanal, consulte:
Principais Parâmetros e Especificações:
- Número de canais: 4 canais, 8 canais, 16 canais, 32 canais opcionais;
- Faixa de comprimento de onda operacional: Padrão 1525\ \text{nm} \sim 1565\ \text{nm} ou 1528\ \text{nm} \sim 1568\ \text{nm} (40\ \text{nm} de largura de banda, personalizável);
- Resolução de comprimento de onda: Padrão 1\ \text{pm} ou 0.1\ \text{pm} ;
- Frequência de amostragem: 10\ \text{Hz}, 50\ \text{Hz}, 100\ \text{Hz} opcionais (ajustável para baixo até 1\ \text{Hz} via software);
- Interface de comunicação: Suporta protocolos TCP/IP, UDP, Modbus.