May 08, 2025

Nový snímací systém založený na dlouhodobých mřížkách několika režimů vláken

Zanechat vzkaz

Senzory mřížky z vláken Bragg mají výhody silné odolnosti vůči elektromagnetickému rušení, dobrého výkonu elektrické izolace, bezpečnosti a spolehlivosti, odolnosti proti vysoké teplotě, odolnosti proti korozi a dlouhé přenosové vzdálenosti. Proto dosáhli úspěšných aplikací v mnoha oborech, jako je stavební a letecký průmysl. Avšak vzhledem k křížové citlivosti senzorů mřížků s vláknem na teplotu a napětí musí tento problém do určité míry omezit jejich praktickou aplikaci, což je zásadní k vyřešení tohoto problému. Od 90. let mnoho vědců navrhlo různá řešení. V roce 1995 Xu MG a kol. Navrhované psaní dvou Braggových mřížek (FBG) s různými vlnovými délkami odrazu ve středu ve stejné poloze na vlákně, aby se současně měřila teplotu a napětí. Tato metoda vyžaduje dvě sady širokopásmových zdrojů světla, což nepochybně zvyšuje náklady. Bhatia V et al. využili různé citlivosti dlouhodobých mřížek (LPG) k teplotě a napětí pro simultánní měření. Tato metoda významně snížila náklady, ale vzhledem k velkému rozsahu vlnové délky byla doba spektrálního skenování relativně dlouhá. Wang Guangmu a Wei Huai navrhli použití duálních období k měření teploty a napětí, ale výroba mřížek byla poněkud obtížná.

 

V současné době se výzkum problému s křížovou citlivostí u vláknových mřížek zaměřuje hlavně na vlákna s jedním režimem, zatímco studie o malých režimových vláknových mřížkách jsou relativně vzácné. Ve srovnání s vlákny s jedním režimem má jen málo režimů (FMF) nejen přenosy více režimů, ale také vykazují vyšší citlivost, nižší výrobní náklady a významné výhody v detekci multiparametru. Málo vlákna může pokrýt širší rozsah vlnových délek a kromě základního režimu se mohou v jádru vlákna také šířit více režimů vyššího řádu. Když se tyto režimy spojí s režimy opláštění, vykazují různé citlivosti na teplotu a napětí. Na základě tohoto pozadí navrhuje tento článek nový snímací systém založený na několika meziprůměrných vláknových mřížích (FMF-LPG).

 

Navrhuje se nový snímací systém založený na několika režimech FMF-LPG. Systém používá 3db spojku k propojení dvou FMF-LPG s různými obdobími paralelně s cílem dosáhnout současného měření teploty a napětí. Charakteristiky odezvy dvou různých období FMF-LPG při teplotě a napětí jsou analyzovány simulací. Výzkum zjistil, že když teplota stoupne, rezonanční vlnové délky čtyř vazebních režimů několika malých moderních mřížků ukazují červené posun; Zatímco když se napětí zvyšuje, rezonanční vlnové délky čtyř režimů vazby ukazují blueshift. Současně pro citlivost na vazbu jádra a první dva režimy opláštění ve stejném období mřížky, ať už z hlediska teploty nebo napětí, jsou citlivosti velmi blízké a nejsou vhodné pro současné měření teploty a napětí. Therefore, the LP01-LP03 coupling mode of FMF-LPG1 and the LP11-LP12 coupling mode of FMF-LPG2 are selected. Po spojení je citlivost na teplotu a citlivost napětí 0. 51286nm\/ stupeň, 0,76143nm\/ stupeň, -0. 13857nm\/ με a -0. 08229nm\/ με, respektive. Ve srovnání se systémem využívajícím dvě středové vlnové délky Braggových mřížek může nový snímací systém založený na FMF-LPG ušetřit jeden širokopásmový zdroj světla. Současně může účinně vyřešit problém dlouhého spektrálního času skenování v jediném systému s dlouhým období, čímž se zlepšuje účinnost měření. Tento nový systém snímání má široké vyhlídky na aplikaci ve stavebnictví, leteckém, průmyslu a dalších oborech.

Odeslat dotaz