Волоконно-лазерная брэгговская решетка Innolume

Волоконная брэгговская решетка (FBG) компании Innolume — это важное оптическое устройство, работающее по принципу волоконной оптики. Ниже приводится введение в ее принципы, преимущества и функции:

Принцип

Волоконная решетка Брэгга формируется путем периодической модуляции показателя преломления сердцевины волокна. Обычно для помещения оптического волокна под луч ультрафиолетового лазера используется технология ультрафиолетового лазера и фазового шаблона, а интерференционная картина генерируется посредством фазового шаблона, чтобы показатель преломления в сердцевине постоянно и периодически изменялся.

При передаче широкополосного света по оптоволокну обратно будет отражаться только свет определенной длины волны, отвечающий условию Брэгга, а свет остальных длин волн пройдет без потерь.

Когда оптическое волокно подвергается воздействию внешних факторов (таких как температура, деформация и т. д.), показатель преломления и период решетки сердцевины будут изменяться, что приведет к дрейфу длины волны Брэгга. Отслеживая изменения длины волны Брэгга, можно достичь измерения физических величин, таких как температура и деформация.

Преимущество

Защита от электромагнитных помех: изготовленный из оптоволоконного материала, он обладает естественной способностью защиты от электромагнитных помех и подходит для мест со сложной электромагнитной обстановкой, таких как энергосистемы, промышленная автоматика и другие области.

Высокоточное измерение: Он очень чувствителен к изменениям физических величин, таких как температура и деформация, и может достигать высокоточного измерения. Его можно использовать в структурном мониторинге здоровья, аэрокосмической отрасли и других областях, где требуется высокая точность измерений.

Распределенное измерение: несколько волоконных решеток Брэгга могут быть соединены последовательно на одном оптоволокне, образуя распределенную сенсорную сеть для достижения распределенного измерения и мониторинга физических величин на большой площади и на большом расстоянии.

Искробезопасность: волоконная решетка Брэгга является пассивным устройством, которое не генерирует электрических искр и электромагнитного излучения во время работы. Подходит для опасных сред, таких как огнеопасные и взрывоопасные среды, например, нефтехимия, угольные шахты и другие отрасли промышленности.

Хорошая долгосрочная стабильность: Материал оптического волокна обладает хорошей химической стабильностью и механическими свойствами. Волоконная решетка Брэгга может сохранять стабильную производительность при длительном использовании, что снижает затраты на обслуживание и замену.

Функция

Измерение температуры: Используя чувствительность волоконной брэгговской решетки к температуре, можно точно измерить изменение температуры окружающей среды, измеряя изменение длины волны Брэгга. Может применяться для контроля температуры энергетического оборудования, пожарной сигнализации зданий и других областей.

Измерение деформации: Когда оптическое волокно растягивается или сжимается, период решетки и показатель преломления будут изменяться, что приведет к соответствующему дрейфу длины волны Брэгга. Контролируя дрейф длины волны, можно точно измерить деформацию оптического волокна. Это часто используется для мониторинга состояния инженерных сооружений, таких как мосты, плотины и туннели, а также для анализа напряжений механических конструкций.

Измерение давления: путем инкапсуляции волоконной решетки Брэгга в специальную чувствительную к давлению структуру, при воздействии давления структура будет деформироваться, что приведет к изменению деформации волоконной решетки Брэгга, и давление может быть измерено. Его можно использовать в областях контроля давления в нефте- и газопроводах и обнаружения давления в гидравлических системах.

Измерение вибрации: информацию о вибрации можно получить, обнаружив изменение длины волны отраженного света волоконной брэгговской решетки, что может применяться в областях мониторинга вибрации механического оборудования и мониторинга землетрясений.