Siatka Bragga do lasera światłowodowego Innolume

Siatka Bragga Fiber (FBG) Innolume to ważne urządzenie optyczne oparte na zasadzie światłowodów. Poniżej przedstawiono wprowadzenie do jego zasad, zalet i funkcji:

Zasada

Siatka Bragga światłowodowa jest formowana przez okresową modulację współczynnika załamania rdzenia światłowodu. Zwykle technologia lasera ultrafioletowego i szablonu fazowego jest używana do umieszczenia włókna optycznego pod wiązką lasera ultrafioletowego, a wzór interferencyjny jest generowany przez szablon fazowy, aby współczynnik załamania w rdzeniu zmieniał się trwale i okresowo.

Gdy światło szerokopasmowe jest przesyłane przez światłowód, odbijane jest tylko światło o określonej długości fali, która spełnia warunek Bragga, a światło o pozostałych długościach fal przechodzi bez strat.

Gdy światłowód jest pod wpływem czynników zewnętrznych (takich jak temperatura, odkształcenie itp.), współczynnik refrakcji i okres kratki rdzenia ulegną zmianie, co spowoduje dryft długości fali Bragga. Poprzez monitorowanie zmian długości fali Bragga można dokonać pomiaru wielkości fizycznych, takich jak temperatura i odkształcenie.

Zalety

Antyzakłócenia elektromagnetyczne: Wykonany z materiału światłowodowego, posiada naturalną zdolność antyzakłóceniową i nadaje się do stosowania w miejscach o złożonym środowisku elektromagnetycznym, takich jak systemy energetyczne, automatyka przemysłowa i inne dziedziny.

Pomiar o wysokiej precyzji: Jest bardzo wrażliwy na zmiany wielkości fizycznych, takich jak temperatura i odkształcenie, i może osiągnąć pomiar o wysokiej precyzji. Może być stosowany w monitorowaniu stanu konstrukcji, lotnictwie i innych dziedzinach wymagających wysokiej dokładności pomiaru.

Rozproszony pomiar: Wiele siatek Bragga można połączyć szeregowo w tym samym włóknie optycznym, tworząc rozproszoną sieć pomiarową, która umożliwia rozproszony pomiar i monitorowanie wielkości fizycznych na dużym obszarze i na dużą odległość.

Bezpieczeństwo wewnętrzne: Siatka Bragga z włókna szklanego to pasywne urządzenie, które nie generuje iskier elektrycznych ani promieniowania elektromagnetycznego podczas pracy. Nadaje się do niebezpiecznych środowisk, takich jak środowiska łatwopalne i wybuchowe, takie jak petrochemia, kopalnie węgla i inne gałęzie przemysłu.

Dobra długoterminowa stabilność: Materiał światłowodowy ma dobrą stabilność chemiczną i właściwości mechaniczne. Siatka Bragga z włókna może zachować stabilną wydajność podczas długotrwałego użytkowania, zmniejszając koszty konserwacji i wymiany.

Funkcjonować

Pomiar temperatury: Wykorzystując wrażliwość siatki Bragga na temperaturę, zmiana temperatury otoczenia może być dokładnie zmierzona poprzez pomiar zmiany długości fali Bragga. Może być stosowana do monitorowania temperatury urządzeń energetycznych, ostrzegania przed pożarem budynków i innych dziedzin.

Pomiar odkształcenia: Gdy światłowód jest rozciągany lub ściskany, okres kratki i współczynnik refrakcji ulegną zmianie, co spowoduje odpowiedni dryft długości fali Bragga. Monitorując dryft długości fali, można dokładnie zmierzyć odkształcenie włókna optycznego. Jest on często stosowany w monitorowaniu stanu konstrukcji inżynierii lądowej, takich jak mosty, tamy i tunele, a także w analizie naprężeń konstrukcji mechanicznych.

Pomiar ciśnienia: Poprzez zamknięcie kratki Bragga z włókna w określonej strukturze wrażliwej na ciśnienie, po poddaniu ciśnieniu struktura ulegnie odkształceniu, co spowoduje zmianę naprężenia kratki Bragga z włókna, a ciśnienie można zmierzyć. Może być stosowany w obszarach monitorowania ciśnienia rurociągów naftowych i gazowych oraz wykrywania ciśnienia w układach hydraulicznych.

Pomiar drgań: Informacje o drganiach można uzyskać poprzez wykrywanie zmiany długości fali światła odbitego od siatki Bragga, co można wykorzystać w monitorowaniu drgań urządzeń mechanicznych i monitorowaniu trzęsień ziemi.