Selezione di sensori distribuiti in fibra ottica
Oct 07, 2023
1.Le apparecchiature OFDR utilizzano normali fibre ottiche come sensori?
Sì, tutti i tipi di fibra monomodale possono essere utilizzati direttamente.
2.Quanto costano queste fibre ottiche?
Il prezzo di varie fibre ottiche monomodali varia da pochi centesimi al metro a decine, centinaia o addirittura migliaia di dollari al metro. La selezione dipende principalmente dallo scenario di test e dalle esigenze. Ad esempio, se si desidera misurare la deformazione, è possibile scegliere la fibra nuda e la fibra strettamente rivestita; se si desidera misurare la temperatura, è possibile scegliere la fibra PI entro 350 gradi, la fibra rivestita in alluminio entro 400 gradi e la fibra placcata in oro entro 700 gradi.
3. Per misurare la deformazione, consigliatemi un sensore a fibra ottica.
Per misurare la deformazione, in laboratorio utilizziamo più comunemente la fibra ottica in poliimmide (in breve fibra PI) e un reticolo di fibre a riflessione debole. Se l'ambiente di test è complesso, per garantire la sopravvivenza della fibra ottica, è possibile selezionare una fibra ottica con guaina stretta.
4.Cos'è la fibra PI?
Solitamente la fibra ottica ha una struttura a tre strati, dall'interno verso l'esterno, sono il core, il mantello e il rivestimento. Lo strato di rivestimento ha materiali diversi. Ad esempio, lo strato di rivestimento della normale fibra ottica monomodale è realizzato in resina acrilica e lo strato di rivestimento della fibra ottica PI è realizzato in poliimmide (PI). Entrambi i tipi di fibre ottiche monomodali possono essere demodulati utilizzando apparecchiature OFDR, ma il rilevamento in fibra ottica PI offre risultati di misurazione migliori e viene utilizzato più spesso.
5.Quali sono le differenze specifiche tra questi due tipi di test di deformazione della fibra ottica?
Rispetto alla fibra ottica rivestita in acrilico, il materiale di rivestimento della fibra ottica PI è più duro, ha un modulo elastico maggiore e ha un migliore effetto di trasmissione della deformazione. Inoltre, la fibra ottica PI può essere utilizzata anche per la misurazione di temperature elevate entro 350 gradi e anche la linearità della misurazione della temperatura è molto buona.
5. Hai appena parlato di un sensore a reticolo di Bragg in fibra. Di cosa si tratta nello specifico?
Di solito il nome completo è array di reticoli in fibra a riflessione debole, che è un reticolo di fibre a riflessione debole densamente distribuito su una fibra ottica e la sua riflettività è solitamente inferiore allo 0,1%. Gli array di gate deboli comuni includono: un gate di 1 cm, la lunghezza dell'area del gate è di 9 mm e la distanza tra due FBG adiacenti è di 1 mm. Il processo di preparazione del reticolo debole è la tecnologia del reticolo in linea della torre di trafilatura, che non necessita di staccare lo strato di rivestimento e la resistenza meccanica della fibra ottica è elevata. Inoltre, deboli reticoli della stessa lunghezza d'onda possono essere demodulati utilizzando apparecchiature OFDR per ottenere una misurazione della temperatura di deformazione distribuita altamente stabile, ad alta risoluzione.
6.Che cos'è nello specifico il sensore a reticolo di Bragg in fibra?
Di solito il nome completo è array di reticoli in fibra a riflessione debole, che è un reticolo di fibre a riflessione debole densamente distribuito su una fibra ottica e la sua riflettività è solitamente inferiore allo 0,1%. Gli array di gate deboli comuni includono: un gate di 1 cm, la lunghezza dell'area del gate è di 9 mm e la distanza tra due FBG adiacenti è di 1 mm. Il processo di preparazione del reticolo debole è la tecnologia del reticolo in linea della torre di trafilatura, che non necessita di staccare lo strato di rivestimento e la resistenza meccanica della fibra ottica è elevata. Inoltre, deboli reticoli della stessa lunghezza d'onda possono essere demodulati utilizzando apparecchiature OFDR per ottenere una misurazione della temperatura di deformazione distribuita altamente stabile, ad alta risoluzione.
7.Esiste qualche differenza tra il test della griglia debole e il normale test di rilevamento in fibra ottica?
In generale, il reticolo debole ha un segnale di diffusione Rayleigh più elevato rispetto alla normale fibra monomodale, quindi ha una buona stabilità del test e una forte capacità anti-interferenza. È più adatto per misurazioni quasi dinamiche, ambienti con leggere vibrazioni o scuotimento delle fibre e può migliorare ulteriormente la stabilità del test e la capacità anti-interferenza.
8.Qual è l'effetto del test della fibra ottica a guaina stretta e come selezionarla?
Il rilevamento delle apparecchiature OFDR riflette indirettamente la deformazione della struttura misurando la deformazione della fibra ottica posata sulla struttura. Per ottenere la misurazione della deformazione strutturale, il sensore a fibra ottica deve essere incorporato all'interno della struttura o incollato sulla superficie della struttura. Dall'analisi del percorso di trasmissione della deformazione, l'effetto di trasmissione della deformazione della fibra nuda è più ideale di quello della fibra ottica con guaina stretta. Minore è il diametro della fibra ottica con guaina stretta, minore è la perdita di trasmissione della deformazione e migliore è l'effetto di misurazione della deformazione. I tipi convenzionali di fibre ottiche con guaina stretta includono: 0 diametro di 0,9 mm, diametro di 2 mm e cavi ottici armati con diametri maggiori. Di solito si consiglia di dare priorità alle fibre ottiche con rivestimento stretto e di piccolo diametro come sensori.
