Innolume Faserlaser-Bragg-Gitter

Das Faser-Bragg-Gitter (FBG) von Innolume ist ein wichtiges optisches Gerät, das auf dem Prinzip der Glasfaser basiert. Im Folgenden finden Sie eine Einführung in seine Prinzipien, Vorteile und Funktionen:

Prinzip

Faser-Bragg-Gitter entstehen durch periodische Modulation des Brechungsindex des Faserkerns. Üblicherweise wird die Glasfaser mithilfe von Ultraviolettlasern und Phasenschablonentechnologie unter dem Ultraviolettlaserstrahl platziert. Das Interferenzmuster wird durch die Phasenschablone erzeugt, wodurch der Brechungsindex im Kern dauerhaft und periodisch verändert wird.

Bei der Übertragung von Breitbandlicht in der Glasfaser wird nur das Licht einer bestimmten Wellenlänge, das die Bragg-Bedingung erfüllt, zurückreflektiert, und das Licht der verbleibenden Wellenlängen gelangt ohne Verlust durch.

Wenn die Glasfaser externen Einflüssen (wie Temperatur, Dehnung usw.) ausgesetzt ist, ändern sich Brechungsindex und Gitterperiode des Kerns, was zu einer Drift der Bragg-Wellenlänge führt. Durch Überwachung der Änderungen der Bragg-Wellenlänge können physikalische Größen wie Temperatur und Dehnung gemessen werden.

Vorteile

Anti-elektromagnetische Interferenzen: Es besteht aus Glasfasermaterial, verfügt über eine natürliche Anti-elektromagnetische Interferenzfähigkeit und eignet sich für Orte mit komplexen elektromagnetischen Umgebungen, wie beispielsweise Stromversorgungssysteme, industrielle Automatisierung und andere Bereiche.

Hochpräzise Messung: Es reagiert sehr empfindlich auf Änderungen physikalischer Größen wie Temperatur und Dehnung und ermöglicht hochpräzise Messungen. Es kann in der Strukturüberwachung, der Luft- und Raumfahrt und anderen Bereichen eingesetzt werden, die eine hohe Messgenauigkeit erfordern.

Verteilte Messung: Mehrere Faser-Bragg-Gitter können in Reihe auf derselben optischen Faser verbunden werden, um ein verteiltes Sensornetzwerk zu bilden und so eine verteilte Messung und Überwachung physikalischer Größen über eine große Fläche und lange Distanzen zu erreichen.

Eigensicherheit: Das Faser-Bragg-Gitter ist ein passives Bauteil, das im Betrieb keine elektrischen Funken und keine elektromagnetische Strahlung erzeugt. Es eignet sich für gefährliche Umgebungen wie brennbare und explosive Umgebungen, wie sie in der Petrochemie, im Kohlebergbau und anderen Industriezweigen vorkommen.

Gute Langzeitstabilität: Das Glasfasermaterial weist eine gute chemische Stabilität und gute mechanische Eigenschaften auf. Das Faser-Bragg-Gitter kann auch bei längerem Gebrauch eine stabile Leistung aufrechterhalten, wodurch die Kosten für Wartung und Austausch reduziert werden.

Funktion

Temperaturmessung: Durch die Temperaturempfindlichkeit des Faser-Bragg-Gitters kann die Änderung der Umgebungstemperatur durch Messung der Änderung der Bragg-Wellenlänge präzise gemessen werden. Dies kann zur Temperaturüberwachung von Energieanlagen, zur Brandwarnung von Gebäuden und in anderen Bereichen eingesetzt werden.

Dehnungsmessung: Wird die Glasfaser gedehnt oder gestaucht, ändern sich Gitterperiode und Brechungsindex, was zu einer entsprechenden Drift der Bragg-Wellenlänge führt. Durch Überwachung der Wellenlängendrift lässt sich die Dehnung der Glasfaser präzise messen. Diese Methode wird häufig zur Zustandsüberwachung von Bauwerken wie Brücken, Dämmen und Tunneln sowie zur Spannungsanalyse mechanischer Strukturen eingesetzt.

Druckmessung: Durch die Einkapselung des Faser-Bragg-Gitters in eine spezielle druckempfindliche Struktur verformt sich die Struktur bei Druckeinwirkung. Dadurch ändert sich die Dehnung des Faser-Bragg-Gitters, und der Druck kann gemessen werden. Das Verfahren eignet sich zur Drucküberwachung von Öl- und Gaspipelines sowie zur Druckmessung in Hydrauliksystemen.

Schwingungsmessung: Schwingungsinformationen können durch die Erfassung der Wellenlängenänderung des reflektierten Lichts des Faser-Bragg-Gitters erfasst werden. Dies kann in den Bereichen der Schwingungsüberwachung mechanischer Geräte und der Erdbebenüberwachung angewendet werden.