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FBG光学センサー
リリース:ボコスオプトエレクトロニクス  時間:2022-04-06  ブラウズ:1366
ファイバブラッググレーティングは、ひずみと温度の変化の影響を同時に受けるため、反射波長の変化を計算する際には、両方の要因を個別に考慮して分析する必要があります。温度測定を行う場合、ファイバブラッググレーティングは歪みの影響を完全に受けないようにする必要があります。この目的のために特別にパッケージ化されたfbg温度センサーを使用できます。これにより、パッケージ内のファイバーブラッググレーティングの特性が、外部の曲げ、引張、圧縮、またはねじれひずみと連動しないようになります。この場合、ガラスの熱膨張係数αΛは実際には通常無視できるので、温度変化による反射波長の変化は、主にファイバの温度光感度係数αnによって決定できます。ファイバブラッググレーティングひずみセンサーは、温度とひずみの両方がセンサーの反射波長に影響を与えるため、手順がやや複雑になります。正確な測定を行うためには、テスト中のファイバブラッググレーティングに対する温度の影響を補正する必要があります。この補正を実現するには、fbgひずみセンサーと熱的に接触しているfbg温度センサーを使用して補正を行うことができます。試験結果を得た後、プラス記号の右の2番目の式は、fbgひずみセンサーによって測定された波長変化からfbg温度センサーによって測定された波長変化を単純に差し引くことによって式(2)から削除できます。ひずみ試験中の温度変化の影響を補正します。ファイバーブラッググレーティングひずみセンサーの取り付けプロセスは、従来の電気ひずみセンサーの取り付けプロセスと同様であり、fbgひずみセンサーは、エポキシタイプ、溶接可能タイプ、ボルトオンタイプ、埋め込みタイプなど、さまざまなタイプと取り付け方法で利用できます。
一般的なfbgセンサーの動作波長範囲は数ナノメートルであるため、光質問機は数ピコメートル以下の分解能で測定を実行できる必要があります。これはかなり小さい桁数です。 fbgグレーティングセンサーに問い合わせる方法はいくつかあります。干渉計は、かなり高解像度のスペクトル分析を提供できる一般的に使用される実験装置です。ただし、これらの機器は一般に非常に高価で、かさばり、強度が不十分であるため、風力タービンブレード、橋、水道管、ダムなどのさまざまな構造物の現場監視を伴う一部のアプリケーションでは、これらの機器は使用されません。より堅牢なアプローチは、電荷結合デバイス(CCD)と固定分散セルの導入であり、一般に波長位置スイッチングと呼ばれます。この方法では、fbgセンサー(または一連のfbgセンサー)が広域スペクトル光源で照らされます。これらの反射ビームは分散ユニットを通過し、分散ユニットは異なる波長の反射ビームを電荷結合デバイス(CCD)の表面の異なる位置に分配します。
電流の代わりに光波を使用し、伝送媒体として銅線の代わりに標準の光ファイバーを使用することにより、fbg光センシングは電気センシングを使用する際の多くの課題と困難に対処します。光ファイバーとfbg光学センサーはどちらも絶縁体であり、受動的な電気的特性を備えており、電磁誘導ノイズの影響を受けません。高光パワーの波長可変レーザー光源を備えた質問機は、非常に低いデータ損失率またはゼロ損失でさえ、長距離にわたって測定を実行できます。同時に、電気センサーシステムとは異なり、1つの光チャネルで複数のfbgセンサーのテストを同時に完了することができるため、テストシステムのサイズ、重量、および複雑さが大幅に軽減されます。過酷な外部環境条件のあるアプリケーションでは、フォイルひずみゲージ、熱電対、振動ワイヤーセンサーなど、一般的に使用される電気センサーを使用するのが難しいか、故障する場合でも、光学センサーが理想的なソリューションです。光学センサーはこれらの従来の電気センサーと同様に使用および取り付けられているため、電気テストソリューションから光学テストソリューションへの移行は比較的簡単です。光ファイバーとfbgがどのように機能するかをよく理解することは、光学テスト技術をよりよく取り入れ、この新しいテクノロジーが提供するすべての利点を活用するのに役立ちます。
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