Jako technický profesionál bych se rád podělil o několik praktických postřehů o FBG Fiber Bragg Grating,-jak to funguje, k čemu je dobré a kde se hodí mezi komunikační vlákno a snímací vlákno. Tento článek, počínaje jednoduchými základy a konče skutečným případem monitorování síly předpjatého kabelu ve skleněných obvodových stěnách, vám pomůže rychle pochopit, jak lze externě namontované senzory FBG Fiber Bragg Grating použít k přesnému, dlouhodobému a -nerušivému sledování bezpečnosti fasády.
Co je to Fiber Bragg Grating?
FBG Fiber Bragg Griting je krátká část jádra optického vlákna, kde jsou zapsány periodické proužky indexu lomu, takže tento kus vlákna silně odráží pouze jednu konkrétní vlnovou délku a propouští všechny ostatní vlnové délky. Stále vypadá jako obyčejné jedno-vlákno, ale funguje jako malé vlnové{2}} selektivní zrcadlo, které lze použít pro optické filtrování v komunikaci a pro převod napětí/teploty na posuny vlnových délek při snímání.
Základní koncept FBG Fiber Bragg Grating
Vláknová Braggova mřížka je v podstatě periodická modulace indexu lomu napsaná podél jádra vlákna, obvykle pomocí UV laseru a fázové masky. Při průchodu širokopásmového světla se silně odrážejí pouze vlnové délky, které splňují podmínku mřížky, takže odražená střední vlnová délka může být považována za čitelnou „štítek“ pro komunikaci nebo snímání.
Princip činnosti (Braggova podmínka a vlnová délka odrazu)
Chování Braggovy mřížky z optických vláken sleduje Braggovu podmínku λ_B=2 n_eff Λ, kde λ_B je odražená vlnová délka, n_eff efektivní index lomu a Λ perioda mřížky. Vnější napětí a teplota mírně mění n_eff a Λ, což způsobuje drobné, ale měřitelné posuny v λ_B, což je fyzikální základ snímání braggovou mřížkou z optických vláken.
Vztah a rozdíly s běžným optickým vláknem
Braggova mřížka z optických vláken není nový materiál, ale lokální strukturální modifikace standardního vlákna: stejné sklo a průměr, pouze několik milimetrů až centimetrů jádra periodicky modulovaného. Obyčejné vlákno poskytuje hlavně přenos s nízkými -ztrátami, zatímco segment Fiber Bragg Griting se stává úzkopásmovým reflexním optickým zařízením-skutečným snímacím prvkem-propojeným zbytkem vlákna jako přenosovou cestou.
Běžné typy FBG vláknitých braggových mřížek
Mezi běžné typy Braggových mřížek FBG Fiber Bragg patří stejnoměrné mřížky (konstantní perioda, jeden úzký vrchol odrazu), cvrlikání mřížky (proměnná perioda, širokopásmový odraz pro rozptyl nebo široko{0}}rozsahovou odezvu) a mřížková pole (více mřížek s různými středními vlnovými délkami v jednom vláknu) pro vlnové{1}}multiplexní vícebodové snímání{2}.
Klíčové výkonnostní parametry FBG Fiber Bragg Grating
Klíčovými parametry braggové mřížky z optických vláken jsou odrazová vlnová délka, šířka pásma, odrazivost a citlivost. Při snímání nám záleží především na tom, jak přesně lze vlnovou délku lokalizovat (úzká šířka pásma, dobrá odrazivost) a jak silně reaguje na namáhání a teplotu, spolu s dlouhodobou-stabilitou a odolností proti únavě, které určují, zda je zařízení vhodné pro skutečné technické použití.
K čemu se používá mřížka FBG Fiber Bragg? – Typické aplikace od komunikace po snímání
Největším rysem mřížky z optických vláken je, že je to jakoptický filtra asnímací prvek. Pokud využíváme jeho dvě klíčové vlastnosti-odráží pouze určitou vlnovou délku a tato vlnová délka se mění, když se mění prostředí-, můžeme navrhovat mnoho druhů aplikací. Poprvé byl použit v optických komunikačních systémech pro filtrování, dělení vlnové délky a kompenzaci disperze; později si inženýři uvědomili, jak je citlivý na namáhání a teplotu, a stal se základní snímací technologií v oblasti monitorování zdraví konstrukcí, energetiky, kabelů a potrubí.
FBG Fiber Bragg Griting v komunikaci: filtrování, WDM a kompenzace disperze
V optických komunikačních systémech jedno vlákno často přenáší mnoho vlnových kanálů současně, takže musíme přesně „vybrat“ jednu nebo několik vlnových délek nebo s některými vlnovými délkami zacházet jinak. Jako úzkopásmový reflektor je vláknová Braggova mřížka ideální jako optický filtr: širokopásmové světlo jde dovnitř, jen malý pás kolem Braggovy vlnové délky se odráží a zbytek prochází skrz. Můžeme to realizovat kaskádováním více optických zařízení s braggovou mřížkou s různými středními vlnovými délkamiWDM/DEMUXa oddělit kanály podle vlnové délky; Zařízení s chirped optickými mřížkami poskytují širokopásmový odraz a lze je použít pro kompenzaci disperze na dlouhých spojích. V komunikaci se Fiber Bragg Griting chová jako pasivní optická součástka, podobně jako filtry, mřížky a WDM moduly.
FBG Braggova mřížka z vláken při snímání: napětí, teploty, tlaku a vibrací
Když přesuneme pozornost z „filtrování“ na „drift vlnové délky“, FBG Fiber Bragg Griting se stane vysoce přesným-senzorem. Vnější napětí (tah/komprese) mění délku vlákna a index lomu a teplota také ovlivňuje Braggovu vlnovou délku prostřednictvím tepelné roztažnosti a termo{2}}optických efektů, takže sledováním odražené vlnové délky v reálném čase můžeme odvodit napětí a teplotu. S vhodnou mechanickou konstrukcí a balením může mřížka z optických vláken také nepřímo měřit tlak, zatížení, zrychlení a vibrace-, například tím, že je připojí k nosníkům, deskám, výztuži nebo ložiskům nebo je zapustí do pružných prvků, takže z drobných deformací se změní vlnová délka. Ve srovnání s tradičními elektrickými senzory umožňuje snímání vláknové Braggovy mřížky zapsat mnoho mřížek v sérii na jedno vlákno, což umožňuje více-bodové nebo kvazi{7}}rozložené měření podél čáry.
FBG Fiber Bragg Griting v monitorování zdraví konstrukcí (SHM): mosty, tunely, větrné turbíny, budovy
V monitorování zdravotního stavu konstrukce se FBG Fiber Bragg Griting stal velmi vyspělou technickou cestou. Typické aplikace zahrnují monitorování síly kabelů na kabelech a závěsech mostu (umístění optické mřížky na kabel, kotvy nebo vyhrazeného siloměru pro sledování napětí kabelu v průběhu času), monitorování deformace a konvergence obložení v tunelech a konstrukcích metra (umístění snímačů namáhání mřížky z optických vláken na obložení nebo prstencové tyče), dlouhodobé sledování napětí a vibrací na lopatkách větrných turbín a online sledování{1} sil a varování proti únavě a únavě posunutí klíčových prvků, spojů a kabelů-výškových budov, prostorových vazníků a skleněných závěsných stěn. Zde Fiber Bragg Griting vyniká svou odolností proti elektromagnetickému rušení, -přenosem na velkou vzdálenost, více{5}}bodovým multiplexováním a vhodností pro dlouhodobou- vestavěnou nebo skrytou instalaci.
FBG Fiber Bragg Mřížka v energetice a průmyslových aplikacích: energie, kabely, potrubí
V energetickém a průmyslovém sektoru hraje důležitou roli také FBG Fiber Bragg Grating. V energetických systémech jej lze použít pro monitorování teploty vinutí transformátoru, monitorování teploty přípojnic a monitorování stavu zařízení GIS, čímž překonává složitost kabeláže a slabý výkon termočlánků a RTD proti rušení ve vysokonapěťových prostředích-. V kabelových aplikacích lze mřížku z optických vláken zabudovat do nebo připojit k vysokonapěťovým napájecím kabelům, hybridním napájecím-kabelům a podmořským kabelům, aby bylo možné monitorovat provozní teplotu a namáhání v ohybu a dokonce i lokalizovat hotspoty podél trasy. V ropném, plynárenském a chemickém průmyslu lze senzory s optickými mřížkami připojit nebo zabudovat do dálkových -potrubí, tlakových nádob a skladovacích nádrží a monitorovat tak anomálie související s tlakem, napětím a únikem-. Protože je vlákno-nevodivé, odolné proti korozi{11}}a schopné přenosu na-vzdálenost, je přirozeně vhodné pro vysoké-napětí, vysoké-teploty, silné EMI a výbušná prostředí.
FBG Fiber Bragg Griting snímání vs. tradiční elektrické snímání
Ve srovnání s tradičními elektrickými senzory, jako jsou odporové tenzometry, termočlánky a převodníky typu napětí/proud{0}}, má snímání FBG Fiber Bragg Grating jeden zásadní rozdíl: jako signál používá vlnovou délku místo napětí nebo odporu. Jeho hlavní výhody jsou:
- Silné proti-rušení – signál je přenášen světlem v optickém vláknu a je odolný vůči elektromagnetickému rušení, ideální pro vysoko-napěťová a silná-EM prostředí;
- Dálkové{0}}multiplexování, více{1}}bodů – mnoho různých-senzorů s optickou vlnovou délkou může být kaskádovitě zapojeno do jednoho vlákna a sdílet jeden dotazovač, což je výhodné pro monitorování na dlouhé-více{4}}bodů;
- Bezpečnost a izolace – samotné vlákno je ne-vodivé a bez jisker-, vhodné do výbušného prostředí;
- Dlouhodobá-stabilita a odolnost vůči vlivům prostředí – se správným obalem může Fiber Bragg Griting fungovat roky ve vlhkém, korozivním nebo radiačním prostředí.
Fiber Bragg Grating samozřejmě není „dokonalý ve všech směrech“: jednotlivé senzory jsou obvykle dražší než jednoduchá elektrická měřidla, systém vyžaduje vyhrazený optický dotazovač a špatná instalace nebo balení může poškodit přenos napětí a přesnost. V mnoha projektech je rozumnější přístup považovat mřížku z optických vláken za řešení pro středně- až dlouhé-vzdálené, více-bodové a vysoce{4}}spolehlivé monitorování, které se používá v kombinaci s tradičním elektrickým snímáním namísto snahy vše nahradit.
Od komunikačních kabelů ke snímacím kabelům: jak FBG Fiber Bragg Griting souvisí s optickými kabely
V jádru je mřížka z optických vláken jen pár centimetrů upraveného vlákna-, ale aby fungovala ve skutečných projektech, musí být propojena desítkami nebo stovkami metrů optického kabelu a optickou sítí. Stručně řečeno: Fiber Bragg Grating je napsán na vláknu, nese se v kabelu a běží na optické síti.
Na jakém vláknu je napsáno FBG Fiber Bragg Grating?
Většina zařízení s optickými mřížkami je napsána na standardním jednorežimovém vláknu (např. G.652D, G.657-necitlivé na ohyb) kvůli nízkým ztrátám, přiměřeným nákladům a dobré kompatibilitě s komunikačními systémy. Pro těsnější ohyby nebo husté vedení vnitřních/závěsových stěn se upřednostňují vlákna necitlivá na ohyb-; v drsných prostředích lze použít speciální vlákna, ale logika vždy zní: vybrat správné vlákno pro dané prostředí a poté tam, kde je potřeba, napsat optickou mřížku.
Snímací kabel vs. komunikační kabel
Snímací i komunikační kabely mají vlákno, pevnostní členy a pláště, ale zaměřují se na různé věci. Komunikační kabely se zaměřují na nízké ztráty a robustnost, snaží se izolovat vlákno od vnějšího mechanického vlivu. Snímací kabely musí nejen přežít, ale také umožnit efektivní přenos strukturální deformace do mřížky z optických vláken, takže návrhy mohou upravit volnou-strukturu trubek, přidat kovové/FRP nosiče nebo spojovací vrstvy a někdy v jednom kabelu smíchat „snímací vlákna“ s „čistými přenosovými vlákny“.
Co je součástí kompletního snímacího řetězu FBG Fiber Bragg Grating?
Typický řetězec zahrnuje: (1) přední-senzory s integrovanou mřížkou z optických vláken (napětí, teplota, síla kabelu atd.); (2) přenosové kabely z konstrukce do slaboproudu nebo místnosti s vybavením; (3) dotazovač plus software pro demodulaci, ukládání a alarmy. Ve větších systémech se mezi to přidávají optické rozbočovače, propojovací panely a spojky -standardního telekomunikačního hardwaru-.
Proč je kvalita vláken a kabelů důležitá pro dlouhodobou-stabilitu
Přestože „chytrou částí“ systému FBG Fiber Bragg Grating je dotazovač a software, dlouhodobá stabilita-závisí hlavně na základní kvalitě vláken a kabelů. Pokud je pevnost vlákna, mikro-výkonnost ohybu nebo stárnutí povlaku špatná, nebo pokud má kabel slabý odpor v tahu/ohybu/teplotě, problémy se projeví později jako vyšší ztráta a posun měření. Výběr spolehlivých vláken a kabelů a jejich přizpůsobení skutečnému prostředí (vnitřní/venkovní, zem/závěs/kabel atd.) je proto klíčem k dosažení stabilního-dlouhodobého monitorování.
Co je monitorování síly kabelu FBG Fiber Bragg Grating a jaký problém řeší?
Monitorování síly kabelu FBG Fiber Bragg Grating znamená instalaci senzorů Fiber Bragg Grating na kabely, měření napětí kabelu v reálném čase a jeho převod na napětí kabelu. Základní technický problém, který řeší, je: sílu lanka na klíčové prvky nelze během napínání zkontrolovat pouze jednou – musí být viditelná a přesná po celou dobu životnosti, zejména u skleněných obvodových stěn, které jsou velmi citlivé na deformaci a posun.
Skleněné závěsné stěny a předpjaté kabely-s podporou kabelů
Ve skleněných závěsných stěnách s kabelovými -a kabelovými{1} sítěmi „visí“ několik předpjatých ocelových lanek skleněné panely z hlavní konstrukce. Tyto kabely přenášejí zatížení a kontrolují celkovou stabilitu a deformaci. Aby se linie fasády a posunutí udržely v mezích vlastní hmotnosti, větru a teploty, je během instalace aplikována definovaná počáteční síla na kabel a pro bezpečnost a pohodlí je rozhodující, zda tato síla zůstane v rozumném rozsahu provozu.
Proč síla kabelu obvodového pláště potřebuje-dlouhodobé sledování
Síla kabelu není konstantní. V průběhu času relaxace materiálu, prokluz kotvy, změny teploty a sekundární strukturální deformace způsobí, že se materiál odkloní od návrhové hodnoty. Extrémní vítr, stavební zatížení nebo místní poškození mohou vést k abnormální síle v některých kabelech. Pokud měříte pouze jednou při dokončení nebo přejímce, středně- až dlouho{4}}dlouhodobá{4}}úbytek síly nebo nerovnováha se těžko odhalují, což se může nakonec projevit jako praskání skla, poškození spojů nebo nadměrná-mimo-deformace fasády.
Tradiční metody zkoušení síly kabelu a jejich omezení
Mezi tradiční metody patří vibrační metoda, tří{0}}bodové ohýbání (obloukový měřič síly) a hydraulické měřidlo. Vibrační metoda odvozuje sílu kabelu z vlastní frekvence, ale je citlivá na okrajové podmínky, teplotu a rušení. Tříbodové ohýbání závisí na geometrické tuhosti a průhybu, s vysokými nároky na prostor a nejasnými předpoklady osové tuhosti/ohraničení. Hydraulická měřidla jsou vhodná při namáhání, ale jsou to v podstatě konstrukční nástroje a nemohou zůstat na konstrukci pro dlouhodobé-sledování online. Celkově vzato, tyto metody buď nejsou vhodné pro trvalé nasazení, nebo nejsou dostatečně automatizované, aby poskytovaly nepřetržité časové-údaje o historii.
Výhody a výzvy použití FBG vláknové braggové mřížky pro monitorování síly kabelu
Namontováním snímačů FBG Fiber Bragg Grating na kabel nebo na komponenty s jasným mechanickým vztahem k němu lze změny síly kabelu převést na posuny vlnové délky a měřit s vysokou přesností na dlouhé vzdálenosti a ve více bodech. Mezi výhody patří odolnost vůči elektromagnetickému rušení, multiplexování mnoha bodů na jednom vláknu a snadná integrace se stávající infrastrukturou optických kabelů a vybavení místností, která vyhovuje složitému trasování a prostředí předstěn. Výzvy spočívají v zajištění spolehlivého mechanického spojení bez poškození kabelu, v návrhu obalu s dostatečnou citlivostí, ale s nízkou chybou způsobenou instalací-, a ve vyvážení nákladů na vybavení/dotazovač s velikostí projektu.
Klíčové technické požadavky na systém monitorování síly kabelu
Z technického hlediska by „dobrý“ systém monitorování síly kabelu měl: přesně měřit (dobrá přesnost a opakovatelnost), vidět celý obrázek (zachycovat změny v průběhu času), vydržet dlouho (stabilní venku), málo rušit (být co nejméně -zasahovat do kabelu a fasády) a být udržovatelný (snímače/přední{1}}části lze v případě potřeby zkontrolovat nebo vyměnit). Monitorování síly kabelu FBG Fiber Bragg Grating je atraktivní, protože s dobře-navrženými externími svorkami a snímacími kabely nabízí praktický kompromis mezi těmito požadavky.
Externě namontovaný snímač síly kabelu FBG Fiber Bragg Grating: princip a konstrukční řešení
Myšlenka je jednoduchá: na kabelu je upevněna malá svorka a uvnitř této svorky je krátký kousek vlákna s mřížkou FBG Fiber Bragg. Když je kabel zatížen, jeho nepatrné prodloužení se přenese přes svorku na mřížku z optických vláken, což způsobí změnu odražené vlnové délky. Dotazovač čte tento posun vlnové délky a převádí jej na sílu kabelu. Samotný kabel není třeba řezat, vrtat ani svařovat.
Princip měření-založený na svítidlech
Tento přístup-využívá speciálně navrženou kovovou nebo slitinovou svorku namontovanou na kabelu tak, aby se deformovala společně s kabelem. FBG vláknitá braggova mřížka je připevněna v místě této svorky citlivé na namáhání-. Při změně síly kabelu se svorka natáhne nebo stlačí; mřížka z optických vláken vysoce citlivá na namáhání -zaznamenává tuto deformaci jako posun vlnové délky a umožňuje tak nepřímé měření síly kabelu.
Konstrukční prvky externě namontovaných/svorek-na snímačích síly kabelu FBG Fiber Bragg Grating
Typický externě namontovaný (svorkou{0}}na) senzor se skládá ze tří částí: tělesa svorky v kontaktu s kabelem, vnitřního pružného nosného- prvku a vlákna FBG Fiber Bragg Grating, které je k němu připojeno nebo navařeno. Celá jednotka je vyrobena jako dělená svorka nebo objímka, kterou lze otevřít a umístit kolem kabelu a poté uzamknout šrouby nebo západkami-není nutné kabel odřezávat ani demontovat kotvy. Klíčovým konstrukčním cílem je pevné upnutí bez výrazné změny původního silového stavu kabelu.
Klíčové faktory ovlivňující přesnost měření: citlivost, chyba instalace, přenos napětí
Aniž bychom zacházeli hluboko do vzorců, nejdůležitější jsou tři body:
Citlivost – změny síly kabelu musí být dostatečně "zesíleny", aby je Fiber Bragg Griting jasně detekoval;
Přenos napětí – skutečná deformace kabelu by se měla co nejúplněji přenést na mřížku FBG Fiber Bragg;
Chyba instalace – uvolnění, prokluzování nebo nerovnoměrné předběžné{0}}utažení během instalace by mělo být minimalizováno.
Konstrukční návrh externě namontovaného senzoru je v podstatě rovnováha mezi těmito třemi, což zajišťuje, že mřížka z optických vláken „cítí“ sílu kabelu bez poškození kabelu nebo vytváření extra koncentrace napětí.
Výhody venkovní instalace pro konstrukci a údržbu předstěn
Ve srovnání s vestavěnými řešeními nebo řezání/drážkování/svařování přímo na kabelu nabízí externě namontovaný snímač síly kabelu FBG Fiber Bragg Grating tři hlavní výhody: nedestruktivní, snadno se instaluje a je vyměnitelný. Chová se jako doplňkové-příslušenství: lze jej instalovat v pozdějších fázích stavby obvodového pláště nebo dokonce během provozu; je-li nutná kontrola nebo rekalibrace, lze senzor vyjmout a vyměnit bez dotyku samotného kabelu. To minimalizuje dopad na konstrukci fasády a zamezuje „tvrdým“ změnám původního silového systému kabelů, což lépe odpovídá praktickým požadavkům na bezpečnost a udržovatelnost.
Případová studie: Externě namontované kabelové snímače síly FBG Fiber Bragg Grating na skleněné fasády
V samostatném článku případové studie používáme projekt skleněné opláštění jako prostředek k systematickému řešení konstrukční aplikace externě namontovaných snímačů síly kabelu FBG Fiber Bragg Grating. Článek nejprve shrnuje vývoj kabelových-závěsů a omezení tradičních metod měření síly kabelu, poté porovnává klady a zápory různých strategií rozložení mřížky z optických vláken, které navrhli Zheng R, Wang Xuezhe, Sun Xiao a Tang Jun. Na základě skutečného projektu dále představuje externí vysoce{{}}schéma{3}}založené na principu uchycení kabelu s vysokou citlivostí Fiber{4}. ověřuje jeho přesnost, stabilitu a konstruovatelnost prostřednictvím údajů o síle kabelu shromážděných během fáze výstavby. Případová studie jasně ukazuje, že bez poškození kabelů nebo podstatné změny původní struktury fasády mohou externě namontované senzory Fibre Bragg Grating sloužit jako vysoce-přesné a udržovatelné řešení pro monitorování síly kabelu a poskytující replikovatelnou inženýrskou cestu pro kabelové-zástěny a podobné kabelové konstrukce.
Spolupráce s výrobci kabelů / systémovými integrátory: od snímání FBG Fiber Bragg Grating až po kompletní řešení
Jaké produkty z vláken a kabelů jsou potřeba?
Praktický systém monitorování síly kabelu braggové mřížky z optických vláken potřebuje hlavně tři věci: (1) snímací vlákno s mřížkou Fiber Bragg, (2) snímací/napájecí optické kabely, (3) standardní komunikační kabely a propojovací kabely do racku. Svorka-na senzoru používá krátké snímací vlákno nebo malý speciální kabel, trasy budov používají vnitřní/venkovní kabely a ve skříni je vše dokončeno standardními záplatami. Pro dodavatele kabelů jde v podstatě o reorganizaci stávajících produktů podle „snímacího spojení“ namísto pouze „komunikačního spojení“.
Od fasády a střechy po slabou{0}}místnost
V projektech předstěn optická trasa obvykle vede od fasády a střechy, přes vstupní bod do budovy, dolů šachtami do slaboproudé{0}}místnosti. Typicky: venkovní-kabel na fasádě/střeše → potrubím nebo lávkami do budovy → přechod do vnitřníLSZH/stoupací kabelpo stoupačce do místnosti s vybavením. Výrobci optických kabelů a systémoví integrátoři mohou společně-navrhnout tuto úplnou cestu „od senzoru k rozvaděči“, čímž omezí pozdější koordinaci mezi civilními, fasádními a MEP.
Integrace s kabeláží budov a datovými centry
Dotazovač braggové mřížky z optických vláken je umístěn v místnosti se slabým{0}}proudem / vybavením a jeho data putují na servery BMS, zabezpečení nebo datových center. Tento krok může znovu použít stávající kabeláž budov, ODF/patch panely,MPO/MTP svazkyadatové centruminfrastruktura: monitorovací data vstupují do sítě přes Ethernet/fieldbus a poté jsou agregována a vizualizována na platformách vyšší-vrstvy nebo cloudu. Monitoring Fiber Bragg Grating se tak stává pouze dalším zdrojem dat v digitálním provozu budovy, nikoli samostatným-ostrovním systémem.
Role optických a kabelových společností
Společnosti vyrábějící vlákna a kabely nemusí samy stavět dotazovače nebo senzory Fiber Bragg Grating. Jejich klíčové role jsou: poskytování správných vláken/kabelů pro snímání a komunikaci a spolupráce s prodejci a integrátory FBG Fiber Bragg Grating při poskytování end{1}}to{2}}koncové optické cesty od struktury k racku. To jim umožňuje přejít od pouhého prodeje kabelů k nabízení optické infrastruktury pro strukturální monitorování zdravotního stavu, inteligentní budovy a inteligentní infrastrukturu.
Nejčastější dotazy: Běžné otázky o FBG Fiber Bragg Grating a monitorování síly kabelu
Jaký je rozdíl mezi snímači Fiber Bragg Grating a běžnými odporovými tenzometry?
FBG Fiber Bragg Grating senzory využívají jako signál vlnovou délku a přenášejí jej v optickém vláknu, takže jsou imunní vůči elektromagnetickému rušení a mohou pracovat na velké vzdálenosti s mnoha body na jednom vláknu. Odporové tenzometry využívají změnu odporu, kabeláž je kratší a levnější na bod, ale schopnost anti-rušení a škálovatelnost na dlouhé-vzdálenosti, více{3}}bodové monitorování jsou slabší.
Kolik senzorů FBG Fiber Bragg Grating lze zapsat na jedno vlákno? Budou si navzájem překážet?
Jedno vlákno může nést desítky senzorů Fiber Bragg Griting v sérii, pokud má každý jinou střední vlnovou délku a spektra se nepřekrývají. Dotazovač je odděluje podle vlnové délky, takže při správném plánování vlnové délky se nebudou navzájem rušit.
Jaké vybavení obsahuje typický systém sledování síly kabelu Fiber Bragg Grating?
Normálně potřebujete:
Snímače síly kabelu Fiber Bragg Grating (svorka{0}}nebo jiné formy),
Optické kabely a propojovací kabely ze snímače do místnosti s vybavením,
Dotazovač s chlubící mřížkou z optických vláken,
Sběr dat / software (PC, BMS, SCADA nebo cloudová platforma) pro zobrazení, ukládání a alarmy.
Pokud projekt předstěny již má komunikační optické kabely, je ještě potřeba samostatný snímací kabel FBG Fiber Bragg Grating?
Z technického hlediska mohou signály z optických vláken běžet na náhradních vláknech s jedním{0}}režimem ve stávajících komunikačních kabelech. Zda je znovu použít, nebo položit samostatný snímací kabel, závisí na směrování, dostupnosti náhradních vláken a požadavcích na izolaci: pro kritické monitorování mnoho vlastníků dává přednost vyhrazené trase vláken kvůli jasnosti a spolehlivosti.
Jaké jsou náklady na monitorování síly kabelu FBG Fiber Bragg Grating ve srovnání s tradičními metodami?
Pro jednorázový{0}}test jsou tradiční nástroje (vibrační metoda, hydraulické měřidlo atd.) obvykle levnější. Ale pro dlouhodobé-vícebodové online monitorování, optické mřížky{5}}, ačkoli to vyžaduje dotazovač a vyšší počáteční investice,-může snížit-pracovitost na místě a opakované testování a často se stávají nákladově-efektivnějšími během celého životního cyklu.
Jaká je životnost senzorů FBG Fiber Bragg Grating? Je údržba/výměna snadná?
Samotná mřížka je napsána ze skleněného vlákna a může vydržet mnoho let; skutečná životnost je omezena především balením a prostředím instalace (koroze, těsnění, mechanické poškození). Externě namontované snímače síly kabelu Fiber Bragg Griting jsou navrženy tak, aby byly odnímatelné a vyměnitelné, takže pokud jeden selže, lze je vyměnit, aniž byste se dotkli těla kabelu.
Jaké požadavky jsou kladeny na montážní polohu a zpracování snímačů síly kabelu FBG Fiber Bragg Grating?
Snímače by měly být instalovány na reprezentativní, rovné a přístupné kabelové segmenty, pokud možno mimo kotvy a složité spoje. Při instalaci musí být svorka utažena rovnoměrně, zamezit sklouznutí nebo poškození kabelu a vlákno nesmí být ostře ohnuté; po instalaci je dobrým zvykem provést několik měření nebo malý zátěžový test pro potvrzení stabilních, opakovatelných hodnot.