Lựa chọn cảm biến sợi quang phân tán

1.Thiết bị OFDR có sử dụng sợi quang thông thường làm cảm biến không?

Có, tất cả các loại cáp quang đơn mode đều có thể được sử dụng trực tiếp.

2. Những sợi quang này có giá bao nhiêu?

Các loại cáp quang đơn mode khác nhau có giá từ vài cent/mét đến hàng chục, hàng trăm hoặc thậm chí hàng nghìn đô la/mét. Việc lựa chọn chủ yếu phụ thuộc vào kịch bản thử nghiệm và nhu cầu. Ví dụ, nếu bạn muốn đo độ căng, bạn có thể chọn sợi trần và sợi có vỏ bọc chặt; Nếu bạn muốn đo nhiệt độ, bạn có thể chọn sợi PI trong vòng 350 độ, sợi bọc nhôm trong vòng 400 độ và sợi mạ vàng trong vòng 700 độ.

3.Để đo độ căng, vui lòng giới thiệu cho tôi một cảm biến sợi quang.

Để đo độ biến dạng, chúng tôi thường sử dụng sợi quang polyimide (gọi tắt là sợi PI) và mảng cách tử sợi phản xạ yếu trong phòng thí nghiệm. Nếu môi trường thử nghiệm phức tạp, để đảm bảo sự tồn tại của sợi quang, có thể chọn sợi quang có vỏ bọc chặt.

4. Sợi PI là gì?

Thông thường sợi quang có cấu trúc ba lớp, từ trong ra ngoài, chúng là lõi, lớp bọc và lớp phủ. Lớp phủ có vật liệu khác nhau. Ví dụ, lớp phủ của sợi quang đơn mode thông thường được làm bằng nhựa acrylic và lớp phủ của sợi quang PI được làm bằng polyimide (PI). Cả hai loại sợi quang đơn mode đều có thể được giải điều chế bằng thiết bị OFDR, nhưng cảm biến sợi quang PI có kết quả đo tốt hơn và được sử dụng thường xuyên hơn.

5. Sự khác biệt cụ thể giữa hai loại thử nghiệm độ biến dạng sợi quang này là gì?

So với sợi quang được phủ acrylic, vật liệu phủ sợi quang PI cứng hơn, có mô đun đàn hồi lớn hơn và có hiệu ứng truyền biến dạng tốt hơn. Ngoài ra, sợi quang PI cũng có thể được sử dụng để đo nhiệt độ cao trong phạm vi 350 độ và độ tuyến tính của phép đo nhiệt độ cũng rất tốt.

5. Bạn vừa nói về cảm biến cách tử Bragg bằng sợi quang. Nó cụ thể là gì?

Thông thường tên đầy đủ là mảng cách tử sợi phản xạ yếu, là cách tử sợi phản xạ yếu phân bố dày đặc trên sợi quang và độ phản xạ của nó thường nhỏ hơn 0,1%. Các mảng cổng yếu thường gặp bao gồm: 1 cổng 1cm, chiều dài diện tích cổng 9mm, khoảng cách giữa 2 FBG liền kề là 1mm. Quá trình chuẩn bị mảng cách tử yếu là công nghệ cách tử trực tuyến của tháp vẽ, không cần bóc lớp phủ, độ bền cơ học của sợi quang cao. Ngoài ra, các mảng lưới yếu có cùng bước sóng có thể được giải điều chế bằng thiết bị OFDR để đạt được phép đo nhiệt độ biến dạng phân tán, độ phân giải cao, có độ ổn định cao.

6. Cảm biến cách tử sợi Bragg cụ thể là gì?

Thông thường tên đầy đủ là mảng cách tử sợi phản xạ yếu, là cách tử sợi phản xạ yếu phân bố dày đặc trên sợi quang và độ phản xạ của nó thường nhỏ hơn 0,1%. Các mảng cổng yếu thường gặp bao gồm: 1 cổng 1cm, chiều dài diện tích cổng 9mm, khoảng cách giữa 2 FBG liền kề là 1mm. Quá trình chuẩn bị mảng cách tử yếu là công nghệ cách tử trực tuyến của tháp vẽ, không cần bóc lớp phủ, độ bền cơ học của sợi quang cao. Ngoài ra, các mảng lưới yếu có cùng bước sóng có thể được giải điều chế bằng thiết bị OFDR để đạt được phép đo nhiệt độ biến dạng phân tán, độ phân giải cao, có độ ổn định cao.

7. Có sự khác biệt nào giữa mảng lưới yếu và thử nghiệm cảm biến sợi quang thông thường không?

Nói chung, mảng cách tử yếu có tín hiệu tán xạ Rayleigh cao hơn sợi đơn mode thông thường nên có độ ổn định kiểm tra tốt và khả năng chống nhiễu mạnh. Nó phù hợp hơn cho phép đo bán động, môi trường có rung nhẹ hoặc rung sợi và có thể cải thiện hơn nữa độ ổn định của thử nghiệm và khả năng chống nhiễu.

8. Hiệu quả kiểm tra của sợi quang có vỏ bọc chặt là gì và làm thế nào để chọn nó?

Cảm biến của thiết bị OFDR gián tiếp phản ánh độ căng của cấu trúc bằng cách đo độ căng của sợi quang đặt trên cấu trúc. Để đạt được phép đo biến dạng cấu trúc, cảm biến sợi quang cần được nhúng bên trong cấu trúc hoặc dán trên bề mặt của cấu trúc. Từ việc phân tích đường truyền biến dạng, hiệu ứng truyền biến dạng của sợi trần lý tưởng hơn so với sợi quang có vỏ bọc chặt. Đường kính của sợi quang có vỏ bọc chặt càng nhỏ thì tổn thất truyền tải biến dạng càng nhỏ và hiệu quả đo biến dạng càng tốt. Các loại sợi quang có vỏ bọc kín thông thường bao gồm: đường kính 0.9mm, đường kính 2 mm và cáp quang bọc thép có đường kính lớn hơn. Thông thường, người ta khuyên nên ưu tiên sử dụng các sợi quang có vỏ bọc chặt với đường kính nhỏ làm cảm biến.