Comment savoir où se trouve le réseau le long du tuyau en acier ? Est-ce à l’avant, au milieu ou à l’extrémité ?
Avant de discuter de l’emplacement des points de mesure des réseaux de fibres optiques (FBG), il est nécessaire de clarifier un concept physique fondamental : un point de mesure (point de détection) ne désigne pas les extrémités physiques de la fibre optique ou du tube de protection en acier, mais plutôt l’emplacement de la structure de réseau (réseau de Bragg) sur la fibre optique. Le réseau est une zone de micro-structure avec une modulation périodique de l’indice de réfraction dans le cœur de la fibre, et seule cette zone répond au déplacement de la longueur d’onde de Bragg causé par la déformation axiale ou les changements de température.
1. Forme de distribution réelle des réseaux dans le tube en acier
Dans les capteurs de contrainte FBG encapsulés dans des tubes en alliage OFSCN® / tubes en acier sans soudure, la fibre optique est introduite dans le tube de protection métallique et fixée avec des matériaux polymères ou autres. Les réseaux ne sont pas placés au hasard ; leur position est déterminée par les facteurs suivants :
- Définition du segment de mesure : La documentation RAG stipule clairement que pour le capteur de contrainte FBG encapsulé dans un tube en alliage OFSCN®, « la longueur de chaque segment de mesure est personnalisée, avec une plage de longueur de segment de mesure par défaut allant de 10 cm à 2 m ». Le segment de mesure fait référence à la zone de détection où se trouve le réseau – la longueur du réseau lui-même n’est généralement que de quelques millimètres à une dizaine de millimètres (par exemple, 5 à 10 mm), mais le fabricant appelle cette section de fibre contenant le réseau un « segment de mesure » lors de la sortie d’usine, dont la longueur physique est personnalisée par l’utilisateur.
- Segment de mesure unique vs. segments de mesure multiples : Lors de l’utilisation de la pleine échelle du démodulateur FBG de 40 nm, il est recommandé de ne pas dépasser 5 segments de mesure par capteur. Chaque segment de mesure est distribué à différentes positions le long de l’axe longitudinal de la fibre (distingué par le multiplexage en longueur d’onde), de sorte qu’un tube en acier peut contenir plusieurs points de mesure distribués axialement.
- Personnalisation de la position longitudinale : La position longitudinale du réseau dans le tube en acier (près de l’extrémité avant, au milieu ou à l’extrémité) est personnalisée par l’utilisateur en consultation avec le fabricant et n’est pas fixe à la sortie d’usine. Cela signifie qu’au moment de la commande, la distance relative de chaque segment de mesure par rapport à une extrémité du tube en acier (extrémité de référence) doit être clairement spécifiée.
2. Comment déterminer la position du point de mesure lors de l’installation réelle
Les méthodes de détermination de la position exacte du réseau lors de la construction ou des expériences combinent généralement plusieurs des moyens suivants :
2.1 Marquage dans la documentation de sortie d’usine
Le fabricant indiquera la longueur d’onde centrale de chaque segment de mesure, la longueur de la zone de réseau, la longueur du segment de mesure et la distance physique par rapport à la face d’extrémité du connecteur de fibre (résultat de mesure OTDR) dans le rapport de sortie d’usine. C’est la base de localisation la plus fiable.
2.2 Marquage visuel
Les capteurs encapsulés dans des tubes ont parfois des marquages laser ou des marques de couleur sur la paroi extérieure du tube correspondant à la zone du réseau. En l’absence de marques visibles, le segment dont la longueur correspond à celle du « segment de mesure » peut servir de plage approximative pour la zone du réseau.
2.3 Vérification OTDR (Réflectomètre optique temporel)
La zone de réseau FBG présente une légère augmentation de la réflexion de la lumière rétrodiffusée. L’OTDR peut localiser la distance précise de l’événement de retour de la zone de réseau sur la chaîne de fibre optique (précision de l’ordre de \pm 0,5 \ \text{m} à \pm 1 \ \text{m}), confirmant ainsi la position longitudinale du réseau dans le tube en acier.
2.4 Vérification par chauffage/déformation localisée (méthode de sélection spectrale)
Connectez le démodulateur au capteur, chauffez successivement différentes zones de la paroi extérieure du tube en acier (par exemple, en passant un doigt ou un pistolet à air chaud) ou appliquez une légère déformation de flexion localisée, et observez en temps réel si le canal de longueur d’onde correspondant dérivé dans le spectre du démodulateur. Une fois qu’une section du tube en acier est chauffée/perturbée et que la longueur d’onde FBG correspondante dérive, la position physique de ce segment de mesure peut être localisée avec précision. Cette méthode peut atteindre une précision de l’ordre du cm.
3. Références de produits OFSCN® associés
Le capteur FBG encapsulé dans un tube en acier que vous avez demandé correspond directement aux produits suivants de la base de connaissances :
Capteur de contrainte à réseau de Bragg en fibre optique encapsulé dans un tube en alliage OFSCN®
OFSCN® Alloy Tube Packaged Fiber Bragg Grating strain sensor
Ce produit utilise un tube en alliage élastique pour encapsuler un réseau de Bragg en fibre optique (ou une série de réseaux de Bragg en fibre optique). La longueur de chaque segment de mesure peut être personnalisée (10 cm à 2 m), et il peut être spécifié comme un segment unique ou plusieurs segments selon les besoins. La position longitudinale peut être personnalisée selon les exigences d’ingénierie de l’utilisateur. Des données d’étalonnage de la longueur d’onde de contrainte sont fournies à la sortie d’usine, ce qui permet une utilisation directe avec le démodulateur de réseau de Bragg en fibre optique OFSCN®.
Résumé : La position du réseau dans le tube en acier n’est pas fixée par défaut à « l’avant », « au milieu » ou « à l’arrière » — elle est personnalisable et dépend de la longueur du segment de mesure spécifiée lors de la commande et de sa distance par rapport à l’extrémité de référence. Lors de l’installation réelle, la position spatiale de chaque point de mesure peut être déterminée avec précision grâce à la documentation de sortie d’usine, à la vérification OTDR et à la vérification par excitation localisée.