Innolume Fiber Laser Bragg-Grating

Το Fiber Bragg Grating (FBG) της Innolume είναι μια σημαντική οπτική συσκευή που βασίζεται στην αρχή των οπτικών ινών. Ακολουθεί μια εισαγωγή στις αρχές, τα πλεονεκτήματα και τις λειτουργίες του:

Αρχή

Το Fiber Bragg Grating σχηματίζεται με περιοδική διαμόρφωση του δείκτη διάθλασης του πυρήνα της ίνας. Συνήθως, η τεχνολογία υπεριώδους λέιζερ και προτύπου φάσης χρησιμοποιούνται για την τοποθέτηση της οπτικής ίνας κάτω από την υπεριώδη δέσμη λέιζερ και το σχέδιο παρεμβολής δημιουργείται μέσω του προτύπου φάσης για να αλλάξει μόνιμα και περιοδικά ο δείκτης διάθλασης στον πυρήνα.

Όταν το ευρυζωνικό φως μεταδίδεται στην οπτική ίνα, μόνο το φως ενός συγκεκριμένου μήκους κύματος που πληροί τη συνθήκη Bragg θα ανακλάται πίσω και το φως των υπόλοιπων μηκών κύματος θα περάσει χωρίς απώλεια.

Όταν η οπτική ίνα επηρεάζεται από εξωτερικούς παράγοντες (όπως θερμοκρασία, παραμόρφωση κ.λπ.), ο δείκτης διάθλασης και η περίοδος τριβής του πυρήνα θα αλλάξουν, με αποτέλεσμα τη μετατόπιση του μήκους κύματος Bragg. Παρακολουθώντας τις αλλαγές στο μήκος κύματος Bragg, μπορεί να επιτευχθεί η μέτρηση φυσικών μεγεθών όπως η θερμοκρασία και η καταπόνηση.

Φόντα

Αντι-ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές: Κατασκευασμένο από υλικό οπτικών ινών, έχει φυσική ικανότητα αντιηλεκτρομαγνητικής παρεμβολής και είναι κατάλληλο για χώρους με πολύπλοκα ηλεκτρομαγνητικά περιβάλλοντα, όπως συστήματα ισχύος, βιομηχανικοί αυτοματισμοί και άλλα πεδία.

Μέτρηση υψηλής ακρίβειας: Είναι πολύ ευαίσθητο σε αλλαγές φυσικών μεγεθών όπως η θερμοκρασία και η καταπόνηση, και μπορεί να επιτύχει μέτρηση υψηλής ακρίβειας. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί στην παρακολούθηση της δομικής υγείας, στην αεροδιαστημική και σε άλλους τομείς που απαιτούν υψηλή ακρίβεια μέτρησης.

Κατανεμημένη μέτρηση: Πολλαπλές σχάρες Bragg ινών μπορούν να συνδεθούν σε σειρά στην ίδια οπτική ίνα για να σχηματίσουν ένα κατανεμημένο δίκτυο ανίχνευσης για την επίτευξη κατανεμημένης μέτρησης και παρακολούθησης φυσικών μεγεθών σε μεγάλη περιοχή και μεγάλη απόσταση.

Εγγενής ασφάλεια: Το πλέγμα ινών Bragg είναι μια παθητική συσκευή που δεν παράγει ηλεκτρικούς σπινθήρες και ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία κατά τη λειτουργία. Είναι κατάλληλο για επικίνδυνα περιβάλλοντα όπως εύφλεκτα και εκρηκτικά περιβάλλοντα, όπως πετροχημικά, ανθρακωρυχεία και άλλες βιομηχανίες.

Καλή μακροπρόθεσμη σταθερότητα: Το υλικό οπτικών ινών έχει καλή χημική σταθερότητα και μηχανικές ιδιότητες. Το πλέγμα Bragg ινών μπορεί να διατηρήσει σταθερή απόδοση κατά τη μακροχρόνια χρήση, μειώνοντας το κόστος συντήρησης και αντικατάστασης.

Λειτουργία

Μέτρηση θερμοκρασίας: Χρησιμοποιώντας την ευαισθησία του πλέγματος ινών Bragg στη θερμοκρασία, η αλλαγή της θερμοκρασίας περιβάλλοντος μπορεί να μετρηθεί με ακρίβεια μετρώντας την αλλαγή του μήκους κύματος Bragg. Μπορεί να εφαρμοστεί στην παρακολούθηση της θερμοκρασίας του εξοπλισμού ισχύος, στην προειδοποίηση πυρκαγιάς των κτιρίων και σε άλλα πεδία.

Μέτρηση καταπόνησης: Όταν η οπτική ίνα τεντώνεται ή συμπιέζεται, η περίοδος πλέγματος και ο δείκτης διάθλασης θα αλλάξουν, με αποτέλεσμα μια αντίστοιχη μετατόπιση του μήκους κύματος Bragg. Με την παρακολούθηση της μετατόπισης του μήκους κύματος, η καταπόνηση στην οπτική ίνα μπορεί να μετρηθεί με ακρίβεια. Χρησιμοποιείται συχνά στην παρακολούθηση της υγείας κατασκευών πολιτικού μηχανικού όπως γέφυρες, φράγματα και σήραγγες, καθώς και στην ανάλυση τάσεων των μηχανικών κατασκευών.

Μέτρηση πίεσης: Ενθυλακώνοντας το πλέγμα Bragg ινών σε μια συγκεκριμένη δομή ευαίσθητη στην πίεση, όταν υποβληθεί σε πίεση, η δομή θα παραμορφωθεί, γεγονός που θα προκαλέσει την αλλαγή της τάσης του πλέγματος Bragg ινών και η πίεση μπορεί να μετρηθεί. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί στους τομείς παρακολούθησης πίεσης αγωγών πετρελαίου και φυσικού αερίου και ανίχνευσης πίεσης υδραυλικών συστημάτων.

Μέτρηση κραδασμών: Οι πληροφορίες κραδασμών μπορούν να ανιχνευθούν ανιχνεύοντας την αλλαγή μήκους κύματος του ανακλώμενου φωτός του πλέγματος ινών Bragg, το οποίο μπορεί να εφαρμοστεί στα πεδία της παρακολούθησης κραδασμών του μηχανολογικού εξοπλισμού και της παρακολούθησης σεισμών.