Som ingeniør vil jeg gjerne dele noen praktiske innsikter om FBG Fiber Bragg Grating-hvordan det fungerer, hva det er bra for, og hvor det passer mellom kommunikasjonsfiber og sensorfiber. Med utgangspunkt i det enkle og slutter med et reelt tilfelle av forspent kabelkraftovervåking i glassgardinvegger, vil denne artikkelen hjelpe deg raskt å forstå hvordan eksternt monterte FBG Fiber Bragg-gittersensorer kan brukes til å overvåke fasadesikkerhet på en presis, langsiktig og ikke-påtrengende måte.
Hva er Fiber Bragg-rist?
FBG Fiber Bragg-gitter er en kort del av optisk fiberkjerne der periodiske brytningsindekskanter er skrevet, så dette fiberstykket reflekterer sterkt bare én spesifikk bølgelengde og lar alle andre bølgelengder passere. Det ser fortsatt ut som vanlig enkelt-modusfiber, men fungerer som et lite bølgelengde-selektivt speil som kan brukes til optisk filtrering i kommunikasjon og for å konvertere belastning/temperatur til bølgelengdeskift i sensing.
Grunnleggende konsept for FBG Fiber Bragg-rist
Fiber Bragg-gitter er i hovedsak en periodisk brytningsindeksmodulasjon skrevet langs fiberkjernen, vanligvis ved bruk av en UV-laser og en fasemaske. Når bredbåndslys passerer gjennom, reflekteres bare bølgelengder som oppfyller gitterbetingelsene sterkt, så den reflekterte senterbølgelengden kan behandles som en lesbar "etikett" for kommunikasjon eller sansing.
Driftsprinsipp (Bragg-tilstand og refleksjonsbølgelengde)
Oppførselen til fiberoptisk bragg-gitter følger Bragg-tilstanden λ_B=2 n_eff Λ, hvor λ_B er den reflekterte bølgelengden, n_eff den effektive brytningsindeksen og Λ gitterperioden. Ytre belastning og temperatur endrer seg litt n_eff og Λ, noe som forårsaker små, men målbare skift i λ_B, som er det fysiske grunnlaget for fiberoptisk bragg-gitterføling.
Sammenheng og forskjeller med vanlig optisk fiber
Fiberoptisk bragg-rist er ikke et nytt materiale, men en lokal strukturell modifikasjon på standard fiber: samme glass og diameter, med bare noen få millimeter til centimeter av kjernen periodisk modulert. Vanlig fiber gir hovedsakelig overføring med lavt-tap, mens Fibre Bragg-gittersegmentet blir en smalbåndsreflekterende optisk enhet-det sanne sensorelementet-koblet sammen av resten av fiberen som overføringsvei.
Vanlige typer FBG Fiber Bragg-rist
Vanlige FBG Fiber Bragg-gittertyper inkluderer ensartede gitter (konstant periode, enkelt smal refleksjonstopp), chirped-gitter (varierende periode, bredbåndsrefleksjon for spredning eller bred-rekkevidderespons), og gittermatriser (flere gitter med forskjellige senterbølgelengder i én fiber) for bølgelengde{2}multipunkts-multipunkts{1}
Nøkkelytelsesparametere for FBG Fiber Bragg-rist
Nøkkelparametere for fiberoptisk bragg-gitter er refleksjonsbølgelengde, båndbredde, reflektivitet og følsomhet. Ved sansing bryr vi oss hovedsakelig om hvor nøyaktig bølgelengden kan lokaliseres (smal båndbredde, god reflektivitet) og hvor sterkt den reagerer på belastning og temperatur, sammen med lang-stabilitet og utmattelsesmotstand, som avgjør om enheten er egnet for ekte ingeniørbruk.
Hva brukes FBG Fiber Bragg-rist til? – Typiske bruksområder fra kommunikasjon til sansing
Den største egenskapen til fiberoptisk braggrister er at den både er enoptisk filterog asanseelement. Så lenge vi bruker de to nøkkelegenskapene-reflekterer den bare en spesifikk bølgelengde, og den bølgelengden driver når miljøet endres-kan vi designe mange typer applikasjoner. Den ble først brukt i optiske kommunikasjonssystemer for filtrering, bølgelengdedeling og spredningskompensasjon; senere innså ingeniører hvor følsom den er for belastning og temperatur, og den har blitt en kjernesensorteknologi i strukturell helseovervåking, kraft, kabel og rørledningsindustri.
FBG Fiber Bragg-rist i kommunikasjon: filtrering, WDM og spredningskompensasjon
I optiske kommunikasjonssystemer bærer en enkelt fiber ofte mange bølgelengdekanaler samtidig, så vi må presist "plukke ut" en eller flere bølgelengder eller behandle noen bølgelengder annerledes. Som en smalbåndsreflektor er Fiber Bragg-gitter ideell som et optisk filter: bredbåndslys går inn, bare et lite bånd rundt Bragg-bølgelengden reflekteres og resten går gjennom. Ved å kaskadere flere fiberoptiske bragg-ristenheter med forskjellige senterbølgelengder, kan vi realisereWDM/DEMUXog skille kanaler etter bølgelengde; kvitrede fiberoptiske bragg-ristenheter gir bredbåndsrefleksjon og kan brukes til spredningskompensasjon over lange lenker. I kommunikasjon oppfører Fiber Bragg-gitter seg som en passiv optisk komponent, lik filtre, gitter og WDM-moduler.
FBG Fiber Bragg-rist i sensing: belastning, temperatur, trykk og vibrasjon
Når vi skifter fokus fra "filtrering" til "bølgelengdedrift", blir FBG Fiber Bragg-gitter en sensor med høy-presisjon. Ekstern tøyning (spenning/kompresjon) endrer fiberlengde og brytningsindeks, og temperaturen påvirker også Bragg-bølgelengden via termisk ekspansjon og termo-optiske effekter, så ved å spore den reflekterte bølgelengden i sanntid kan vi utlede tøyning og temperatur. Med passende mekanisk design og emballasje kan fiberoptiske bragg-rister også indirekte måle trykk, belastning, akselerasjon og vibrasjon-for eksempel ved å lime det til bjelker, plater, armeringsjern eller lagre, eller legge det inn i elastiske elementer, slik at små deformasjoner blir bølgelengdeforskyvninger. Sammenlignet med tradisjonelle elektriske sensorer, lar Fiber Bragg-gitterføling mange gitter skrives i serie på én fiber, noe som muliggjør multi-punkt- eller kvasi-fordelt måling langs en linje.
FBG Fiber Bragg-rist i strukturell helseovervåking (SHM): broer, tunneler, vindturbiner, bygninger
I strukturell helseovervåking har FBG Fiber Bragg-rist blitt en meget moden teknisk rute. Typiske bruksområder inkluderer kabelkraftovervåking av brostagskabler og -hengere (plassering av fiberoptisk bragg-rist på kabelen, anker eller dedikert belastningscelle for å spore kabelspenning over tid), foringsdeformasjon og konvergensovervåking i tunneler og metrokonstruksjoner (plassering av fiberoptiske bragg-gitter-strekksensorer på foringer eller vindurbiner for overvåking av tømmerblader og vibrasjonsblader og vibrasjonsblader og vibrasjoner). vurdering og feilvarsling, og langsiktig-nettovervåking av krefter og forskyvninger i nøkkelelementer, skjøter og kabler i høye-bygg, romstoler og glassgardinvegger. Her skiller Fiber Bragg-gitter seg ut takket være motstanden mot elektromagnetisk interferens, lang-transmisjon, multi-multipleksing og egnethet for langtids- innebygd eller skjult installasjon.
FBG Fiber Bragg-rist i energi- og industriapplikasjoner: kraft, kabler, rørledninger
I energi- og industrisektoren spiller FBG Fiber Bragg-rist også en viktig rolle. I kraftsystemer kan den brukes til temperaturovervåking av transformatorviklinger, temperaturovervåking av samleskinne og tilstandsovervåking av GIS-utstyr, for å overvinne ledningskompleksiteten og dårlige anti-interferensytelse til termoelementer og RTDer i høyspentmiljøer. I kabelapplikasjoner kan fiberoptiske bragg-rister bygges inn i eller festes til høyspente strømkabler, hybridkraft-fiberkabler og undersjøiske kabler for å overvåke driftstemperatur og bøyebelastning, og til og med lokalisere hotspots langs ruten. I olje- og gass- og kjemisk industri kan sensorer for fiberoptiske braggrister festes til eller bygges inn i langdistanserørledninger, trykkbeholdere og lagringstanker for å overvåke trykk-, strekk- og lekkasjerelaterte-avvik. Fordi fiberen er ikke-ledende, korrosjonsbestandig-og i stand til lang{12}}overføring, er den naturligvis egnet for høy-spenning, høy-temperatur, sterk EMI og eksplosive miljøer.
FBG Fiber Bragg Gitterføling kontra tradisjonell elektrisk sensing
Sammenlignet med tradisjonelle elektriske sensorer som motstandstøyningsmålere, termoelementer og spennings-/strømtransdusere-, har FBG Fiber Bragg-gitterføling én kjerneforskjell: den bruker bølgelengde i stedet for spenning eller motstand som signal. Dens viktigste fordeler er:
- Sterk anti-interferens – signalet bæres av lys i en optisk fiber og er immun mot elektromagnetisk interferens, ideelt for høy-spenning og sterke-EM-miljøer;
- Lang-avstandsmultipleksing med flere-punkter – mange forskjellige-bølgelengdesensorer for fiberoptiske skrytgitter kan kaskades på én fiber og dele en enkelt interrogator, praktisk for lang-fleravstandsovervåking av-punkter;
- Sikkerhet og isolasjon – selve fiberen er ikke-ledende og gnistfri-, egnet for eksplosive atmosfærer;
- Langsiktig-stabilitet og miljøbestandighet – med riktig emballasje kan Fiber Bragg-rister fungere i årevis i fuktige, korrosive eller strålingsmiljøer.
Fiber Bragg-rist er selvfølgelig ikke "perfekt på alle måter": individuelle sensorer er vanligvis dyrere enn enkle elektriske målere, systemet krever en dedikert optisk avhører, og dårlig installasjon eller innpakning kan skade belastningsoverføring og nøyaktighet. I mange prosjekter er den mer fornuftige tilnærmingen å behandle fiberoptisk bragg-rister som en løsning for middels- til lang-avstandsovervåking med flere-punkter og høy-pålitelighet, brukt i kombinasjon med tradisjonell elektrisk sensing i stedet for å prøve å erstatte alt.
Fra kommunikasjonskabler til sensorkabler: hvordan FBG Fiber Bragg-gitter forholder seg til optiske kabler
I kjernen er fiberoptisk bragg-gitter bare noen få centimeter modifisert fiber,-men for å fungere i virkelige prosjekter, må det kobles sammen med titalls eller hundrevis av meter med optisk kabel og et optisk nettverk. Kort sagt: Fiber Bragg-gitter skrives på fiberen, bæres i kabelen og går på det optiske nettverket.
Hvilken fiber er FBG Fiber Bragg-rist skrevet på?
De fleste fiberoptiske skrytgitterenheter er skrevet på standard enkel-modusfiber (f.eks. G.652D, G.657 bøynings-ufølsom) på grunn av lite tap, rimelige kostnader og god kompatibilitet med kommunikasjonssystemer. For strammere bøyninger eller tette innendørs-/gardinvegger, er bøy-ufølsom fiber foretrukket; i tøffe miljøer kan spesielle fibre brukes, men logikken er alltid: velg den riktige fiberen for miljøet, og skriv deretter fiberoptisk skrytegitter der det trengs.
Sensing-kabel vs. kommunikasjonskabel
Både sanse- og kommunikasjonskabler har fiber, styrkemedlemmer og jakker, men fokuserer på forskjellige ting. Kommunikasjonskabler tar sikte på lavt tap og robusthet, og prøver å isolere fiberen fra ekstern mekanisk påvirkning. Sensorkabler trenger ikke bare å overleve, men også la strukturell deformasjon overføres effektivt til det fiberoptiske bragg-gitteret, slik at design kan finpusse løs-rørstruktur, legge til metall/FRP-bærere eller bindelag, og noen ganger blande "følende fibre" med "rene overføringsfibre" i en kabel.
Hva er i en komplett FBG Fiber Bragg-rist-følekjede?
En typisk kjede inkluderer: (1) front-sensorer med pakket fiberoptisk bragg-gitter (strekk, temperatur, kabelkraft osv.); (2) overføringskabler fra strukturen til den svake-strømmen eller utstyrsrommet; (3) en interrogator pluss programvare for demodulering, lagring og alarmer. I større systemer legges optiske splittere, patchpaneler og skjøtelukkinger-standard telekom-maskinvare- i mellom.
Hvorfor fiber- og kabelkvalitet er viktig for langsiktig-stabilitet
Selv om den "smarte delen" av et FBG Fiber Bragg-gittersystem er spørremaskinen og programvaren, avhenger langsiktig stabilitet hovedsakelig av grunnleggende fiber- og kabelkvalitet. Hvis fiberstyrken, mikro-bøyytelsen eller beleggaldringen er dårlig, eller hvis kabelen har svak strekk-/bøye-/temperaturmotstand, vil problemer dukke opp senere som høyere tap og måleavdrift. Å velge pålitelige fibre og kabler, og tilpasse dem til det virkelige rutemiljøet (innendørs/utendørs, bakke/gardinvegg/kabel, osv.), er derfor nøkkelen til å oppnå stabil-langsiktig overvåking.
Hva er FBG Fiber Bragg gitterkabelkraftovervåking og hvilket problem løser det?
FBG Fiber Bragg gitter-kabelkraftovervåking betyr å installere Fiber Bragg-rist-sensorer på kabler, måle kabelstrekk i sanntid og konvertere det til kabelspenning. Kjernetekniske problem den adresserer er: kabelkraft på nøkkelelementer kan ikke bare kontrolleres én gang under påkjenning – den må være synlig og nøyaktig over hele levetiden, spesielt for glassgardinvegger som er svært følsomme for deformasjon og forskyvning.
Kabel-støttede glassgardinvegger og forspente kabler
I kabel-støttede og kabel-nettglassgardinvegger "henger" flere forspente stålkabler glasspanelene fra hovedstrukturen. Disse kablene bærer både last og kontrollerer total stabilitet og deformasjon. For å holde fasadelinjen og forskyvningen innenfor grenser under egen-vekt, vind og temperatur, påføres en definert innledende kabelkraft under installasjonen, og hvorvidt denne kraften holder seg innenfor et rimelig område under bruk er avgjørende for sikkerhet og komfort.
Hvorfor gardinveggkabelkraft trenger langtidsovervåking.-
Kabelkraften er ikke konstant. Over tid vil materialavslapning, ankerglidning, temperaturendringer og sekundær strukturell deformasjon føre til at det driver bort fra designverdien. Ekstrem vind, konstruksjonsbelastninger eller lokale skader kan føre til unormal kraft i enkelte kabler. Hvis du kun måler én gang ved fullføring eller aksept, er det vanskelig å oppdage krafttap eller ubalanse på mellomlang- til lang sikt-, noe som til slutt kan vise seg som glasssprekker, skjøteskader eller overdreven-ut-plandeformasjon av fasaden.
Tradisjonelle testmetoder for kabelkraft og deres begrensninger
Tradisjonelle metoder inkluderer vibrasjonsmetoden, tre-punkts bøying (buekraftmåler) og hydraulisk måler. Vibrasjonsmetoden utleder kabelkraft fra naturlig frekvens, men er følsom for grenseforhold, temperatur og interferens. Tre-punktsbøying er avhengig av geometrisk stivhet og avbøyning, med høye plassbehov og uklare antakelser om aksial stivhet/grense. Hydrauliske målere er praktiske under påkjenning, men er i hovedsak konstruksjonsverktøy og kan ikke holde seg på strukturen for langsiktig-nettovervåking. Totalt sett er disse metodene enten ikke egnet for permanent distribusjon, eller de er ikke automatiserte nok til å gi kontinuerlige tids-historikkdata.
Fordeler og utfordringer ved bruk av FBG Fiber Bragg-rist for kabelkraftovervåking
Ved å montere FBG Fiber Bragg Gitter-sensorer på kabelen eller på komponenter med et klart mekanisk forhold til det, kan kabelkraftendringer konverteres til bølgelengdeforskyvninger og måles med høy presisjon over lange avstander og på flere punkter. Fordelene inkluderer immunitet mot elektromagnetisk interferens, multipleksing av mange punkter på én fiber, og enkel integrasjon med eksisterende optisk kabel og utstyrsromsinfrastruktur, som passer den komplekse rutingen og miljøet til gardinvegger. Utfordringer ligger i å sikre pålitelig mekanisk kobling uten å skade kabelen, utforme emballasje med tilstrekkelig følsomhet, men lav installasjons-indusert feil, og balansere utstyr/interrogatorkostnad med prosjektstørrelse.
Nøkkeltekniske krav til et kabelkraftovervåkingssystem
Fra et teknisk synspunkt bør et "godt" kabelkraftovervåkingssystem: måle nøyaktig (god nøyaktighet og repeterbarhet), se hele bildet (fange opp endringer over tid), vare lenge (stabilt utendørs), forstyrre lite (være så lite-påtrengende som mulig for kabelen og fasaden), og være vedlikeholdbart (sensorer/front-endedeler kan inspiseres når det er nødvendig). FBG Fiber Bragg-gitterkabelkraftovervåking er attraktivt fordi det med godt-utformede eksterne klemmer og følerkabler gir et praktisk kompromiss mellom disse kravene.
Eksternt montert FBG Fiber Bragg Gitterkabelkraftsensor: prinsipp og strukturell design
Ideen er enkel: en liten klemme er festet på kabelen, og inne i den klemmen er det et kort stykke fiber med en FBG Fiber Bragg-rist. Når kabelen er belastet, overføres dens lille forlengelse gjennom klemmen til det fiberoptiske bragg-gitteret, noe som forårsaker en endring i den reflekterte bølgelengden. Interrogatoren leser denne bølgelengdeforskyvningen og konverterer den til kabelkraft. Selve kabelen trenger ikke å kuttes, bores eller sveises.
Fixtur-basert måleprinsipp
Den feste-baserte tilnærmingen bruker en spesialdesignet metall- eller legeringsklemme montert på kabelen slik at den deformeres sammen med kabelen. FBG Fiber Bragg-risten er festet på det strekkfølsomme stedet- til denne klemmen. Når kabelkraften endres, blir klemmen strukket eller komprimert; det svært tøyningsfølsomme-fiberoptiske bragggitteret "registrerer" denne deformasjonen som en bølgelengdeforskyvning, og muliggjør dermed indirekte måling av kabelkraft.
Strukturelle funksjoner for eksternt montert / klemme-på FBG Fiber Bragg gitterkabelkraftsensorer
En typisk eksternt montert (klemme-på) sensor består av tre deler: klemkroppen i kontakt med kabelen, et internt elastisk last-bærende element, og FBG Fiber Bragg-gitterfiberen festet eller sveiset på den. Hele enheten er laget som en delt klemme eller krage som kan åpnes og plasseres rundt kabelen, og deretter låses med bolter eller låser-ingen behov for å kutte kabelen eller demontere ankre. Det viktigste designmålet er å klemme fast uten vesentlig å endre den opprinnelige krafttilstanden til kabelen.
Nøkkelfaktorer som påvirker målenøyaktigheten: følsomhet, installasjonsfeil, belastningsoverføring
Uten å gå dypt inn i formler, er tre punkter viktigst:
Følsomhet – endringer i kabelkraft må "forsterkes" nok til at Fiber Bragg-gitteret tydelig kan oppdage;
Strekkoverføring – den virkelige kabeldeformasjonen skal overføres så fullstendig som mulig til FBG Fiber Bragg-gitteret;
Installasjonsfeil – løshet, slip eller ujevn forhåndsstramming under installasjonen bør minimeres.
Den strukturelle utformingen av en eksternt montert sensor er i hovedsak en balanse mellom disse tre, og sikrer at det fiberoptiske bragggitteret "føler" kabelkraften uten å skade kabelen eller skape ekstra spenningskonsentrasjoner.
Fordeler med utvendig installasjon for gardinveggkonstruksjon og vedlikehold
Sammenlignet med innebygde løsninger eller skjæring/rilling/sveising direkte på kabelen, tilbyr den eksternt monterte FBG Fiber Bragg-gitterkabelkraftsensoren tre store fordeler: ikke-destruktiv, enkel å installere og utskiftbar. Den oppfører seg som et tillegg-tilbehør: den kan installeres i senere stadier av konstruksjon av gardinvegger eller til og med under drift; når inspeksjon eller rekalibrering er nødvendig, kan sensoren fjernes og erstattes uten å berøre selve kabelen. Dette minimerer påvirkning på fasadekonstruksjon og unngår "harde" endringer i det originale kabelkraftsystemet, og oppfyller bedre praktiske krav til sikkerhet og vedlikehold.
Kasusstudie: eksternt montert FBG Fiber Bragg gitterkabelkraftsensorer på glassgardinvegger
I en egen case study-artikkel bruker vi et glassgardinveggprosjekt som et kjøretøy for systematisk å sortere ut ingeniørapplikasjonen til eksternt monterte FBG Fiber Bragg-gitterkabelkraftsensorer. Artikkelen gjennomgår først utviklingen av kabel-støttede gardinvegger og begrensningene ved tradisjonelle metoder for måling av kabelkraft, og sammenligner deretter fordeler og ulemper ved forskjellige fiberoptiske bragg-gitter-layoutstrategier foreslått av Zheng R, Wang Xuezhe, Sun Xiao og Tang Jun. Basert på et reelt prosjekt, fortsetter den med å presentere et eksternt{3}-sensoroppsett med høy følsomhet for kabel{{3}. Gitterprinsipp, og verifiserer dens nøyaktighet, stabilitet og konstruksjonsevne gjennom kabelkraftdata samlet inn under byggefasen. Kasusstudien viser tydelig at uten å skade kablene eller vesentlig endre den opprinnelige fasadestrukturen, kan eksternt monterte Fiber Bragg-gitter-sensorer tjene som en høy-, vedlikeholdbar løsning for kabelkraftovervåking, og gi en replikerbar ingeniørvei for kabel-støttede gardinvegger og lignende kabelstrukturer.
Arbeide med kabelprodusenter / systemintegratorer: fra FBG Fiber Bragg-rist-sensor til komplette løsninger
Hvilke fiber- og kabelprodukter trengs?
Et praktisk fiberoptisk bragg-gitterkabelkraftovervåkingssystem trenger hovedsakelig tre ting: (1) sensorfiber med Fiber Bragg-gitter, (2) sensor-/materoptiske kabler, (3) standard kommunikasjonskabler og patchledninger inn i stativet. Klemmen-på sensoren bruker kort sensorfiber eller liten spesialkabel, bygningsveier bruker innendørs/utendørs kabler, og i skapet er alt ferdig med standard patching. For kabelleverandører er det i hovedsak å omorganisere eksisterende produkter langs en "sensing link" i stedet for bare en "kommunikasjonslink".
Fra fasade og tak til svakt-nåværende rom
I gardinveggprosjekter går den optiske banen vanligvis fra fasaden og taket, gjennom bygningens inngangspunkt, ned sjakter til det svake-nåværende rommet. Typisk: utendørs-klassifisert kabel på fasade/tak → gjennom kanaler eller skuffer inn i bygningen → overgang til innendørsLSZH/stigerørskabelned stigerøret inn i utstyrsrommet. Produsenter av optiske kabler og systemintegratorer kan sam-designe hele denne ruten "fra sensor til stativ", noe som reduserer senere koordinering mellom sivil, fasade og MEP.
Integrasjon med bygningskabler og datasentre
Den fiberoptiske bragg-gitter-avhøreren plasseres i det svake-strøm-/utstyrsrommet, og dataene går til BMS-, sikkerhets- eller datasenterservere. Dette trinnet kan gjenbruke eksisterende bygningsfiberkabling, ODF/patchpaneler,MPO/MTP-stammerogdatasenterinfrastruktur: overvåkingsdata kommer inn i nettverket via Ethernet/feltbuss og blir deretter aggregert og visualisert på øvre-lags- eller skyplattformer. Så Fiber Bragg-gitterovervåking blir bare en annen datakilde i bygningens digitale operasjoner, ikke et frittstående-øysystem.
Fiber- og kabelselskapers rolle
Fiber- og kabelselskaper trenger ikke bygge Fiber Bragg-gitteravhørere eller sensorer selv. Nøkkelrollene deres er: å tilby de riktige fibrene/kablene for sensing og kommunikasjon, og samarbeide med FBG Fiber Bragg-gitterleverandører og integratorer for å levere en ende{1}}til-optisk vei fra struktur til stativ. Dette lar dem gå fra å bare selge kabel til å tilby optisk infrastruktur for strukturell helseovervåking, smarte bygninger og smart infrastruktur.
FAQ: Vanlige spørsmål om FBG Fiber Bragg-rist og kabelkraftovervåking
Hva er forskjellen mellom Fiber Bragg-gittersensorer og vanlige motstandsstrekkmålere?
FBG Fiber Bragg-gittersensorer bruker bølgelengde som signal og overfører det i optisk fiber, slik at de er immune mot elektromagnetisk interferens og kan arbeide over lange avstander med mange punkter på én fiber. Motstandstøyningsmålere bruker motstandsendring, ledninger er kortere og billigere per punkt, men anti-interferensevne og skalerbarhet for lang-avstands-, fler-punktsovervåking er svakere.
Hvor mange FBG Fiber Bragg-gittersensorer kan skrives på en fiber? Vil de forstyrre hverandre?
En enkelt fiber kan bære dusinvis av Fiber Bragg Grating-sensorer i serie, så lenge hver har en annen senterbølgelengde og spektre ikke overlapper. Avhøreren skiller dem etter bølgelengde, så under riktig bølgelengdeplanlegging vil de ikke forstyrre hverandre.
Hvilket utstyr inkluderer et typisk Fiber Bragg-gitterkabelkraftovervåkingssystem?
Vanligvis trenger du:
Fiber Bragg gitterkabelkraftsensorer (klemme-på eller andre former),
Optiske kabler og patchkabler fra sensor til utstyrsrom,
En fiberoptisk skrytegitter avhører,
Datainnsamling / programvare (PC, BMS, SCADA eller skyplattform) for visning, lagring og alarmer.
Hvis et gardinveggprosjekt allerede har optiske kommunikasjonskabler, er det fortsatt behov for en separat FBG Fiber Bragg-rist-sensorkabel?
Teknisk sett kan fiberoptiske bragg-gitter-signaler kjøre på ekstra enkelt-modusfibre i eksisterende kommunikasjonskabler. Om de skal gjenbrukes eller legges en separat sensorkabel, avhenger av ruting, reservefibertilgjengelighet og isolasjonskrav: For kritisk overvåking foretrekker mange eiere en dedikert fiberbane for klarhet og pålitelighet.
Hvordan er kostnadene for FBG Fiber Bragg-rist-kabelkraftovervåking sammenlignet med tradisjonelle metoder?
For en-engangstest er tradisjonelle verktøy (vibrasjonsmetode, hydraulisk måler osv.) vanligvis billigere. Men for lang-, multi-nettovervåking, kan fiberoptisk skrytegitter-selv om det trenger en avhører og høyere initialinvestering- redusere-arbeid på stedet og gjentatt testing, og blir ofte mer kostnadseffektivt-over hele livssyklusen.
Hva er levetiden til FBG Fiber Bragg-gittersensorer? Er vedlikehold/utskifting enkelt?
Selve risten er skrevet i glassfiber og kan vare i mange år; faktisk levetid er hovedsakelig begrenset av emballasje og installasjonsmiljø (korrosjon, forsegling, mekanisk skade). Eksternt monterte fiber Bragg gitter-kabelkraftsensorer er designet for å være avtakbare og utskiftbare, så hvis en feiler, kan den byttes uten å berøre kabelkroppen.
Hvilke krav er det til installasjonsposisjon og utførelse av FBG Fiber Bragg-gitterkabelkraftsensorer?
Sensorer bør installeres på representative, rette, tilgjengelige kabelsegmenter, vekk fra ankre og komplekse skjøter der det er mulig. Under installasjonen må klemmen strammes jevnt, unngå å skli eller skade kabelen, og fiberen må ikke være skarpt bøyd; etter installasjon er det god praksis å gjøre noen avlesninger eller en liten belastningstest for å bekrefte stabile, repeterbare verdier.