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北京大成永盛科技有限公司是專業的高準確度光纖光柵溫度傳感器廠家,提供高準確的光纖光柵溫度傳感器測溫準確原理、溫度補償原理、測溫不準確解決方案等信息;高準確度光纖光柵溫度傳感器品牌為“北諾、OFSCN、毛細、PEINO”等。

本文從原理上分析了光纖光柵(FBG)的固有缺點,由此造成了光纖光柵傳感器封裝時的技術難點,同時給出了準確的光纖光柵溫度傳感器(布拉格光纖光柵溫度計),并提出了北京大成永盛科技有限公司針對光纖光柵應力傳感器光纖光柵應變傳感器溫度補償解決方案,也提及了光纖光柵串(FBGs)和串式光纖光柵傳感器。


在上一篇《光纖光柵和光纖光柵傳感器基本原理之二,FBG傳感原理》文章中,我們了解到,光纖光柵(FBG)能夠直接測量的基本物理量包括了應力、應變、溫度,其根本原因在于光纖光柵(FBG)中的光柵柵距(光柵周期)和三個基本物理參量有直接的聯系,分別是力(拉力壓力)、長度(變長變短)溫度(受熱遇冷)。其中力的變化和溫度變化都是屬于原因,而長度變化屬于結果(光纖光柵示意詳見下圖1)。

北諾?毛細?用 布拉格光纖光柵傳感示意圖

圖1


以上結論構成了光纖光柵(FBG)和光纖光柵傳感器(FBG?sensor)進行傳感的理論基礎,但也帶來了一個新的挑戰或者說技術難點(其根本原因也即光纖光柵的固有缺點)。

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一、光纖光柵的缺點(FBG),光纖光柵傳感器的封裝難點(FBG?sensor)

擺在人們面前的問題在于,當你使用布拉格光纖光柵(FBG)和光纖光柵傳感器(FBG?sensor)進行傳感檢測時,你發現你所檢測到的反射光波長發生了變化(對應了光柵柵距的變化),你如何確定這種變化是由于力的變化引起的,還是由于溫度的變化引起的?

這個問題不解決,你就沒有辦法確定你所生產的產品是哪一種光纖光柵傳感器光纖光柵溫度傳感器?光纖光柵應力傳感器?還是光纖光柵應變傳感器?),也沒有辦法確定你的光纖光柵傳感器在測量時是準確的。

二、先有一根測溫準確的光纖光柵溫度傳感器

我們很感謝這個偉大的時代,北京大成永盛科技有限公司很幸運地站在多個行業內巨人的肩上,創造性地把現代冶金制管行業與光纖光柵傳感行業相結合,推出了自己的解決方案,解決了光纖布拉格光柵(FBG)和光纖光柵傳感器(FBG?sensor)中溫度應力、應變分離的難題,所形成的產品就是北諾?毛細?系列光纖光柵傳感器(光纖光柵傳感器的封裝結構詳見圖2、圖3)。

北諾?毛細?無縫鋼管 光纖光柵溫度傳感器標準封裝原理圖

圖2

北諾?毛細?無縫鋼管 光纖光柵應力傳感器和光纖光柵應變傳感器標準封裝原理圖

圖3


上圖2即為北京大成永盛科技有限公司生產的北諾?毛細?無縫鋼管光纖光柵溫度傳感器(01型),我們可以負責任地告訴大家,該款光纖光柵溫度傳感器從原理到實測結果均完美地實現了溫度和應力應變的分離(其原理及實驗證明我們將在后續文章中陸續給出)。

同時該款產品具有靈敏度高、熱傳導快、準確度好以及體積小、重量輕、高抗拉、高抗壓、耐高溫、耐腐蝕、防水防潮、無可燃物等特點,是一款創新型的布拉格光纖光柵溫度傳感器。借助于這款產品,我們希望,大成永盛能夠幫助整個光纖光柵傳感行業向前邁進一小步,實現整個行業的進一步發展。

三、光纖光柵應力傳感器、光纖光柵應變傳感器的溫度補償原理圖

上圖3為北京大成永盛科技有限公司生產的北諾?毛細?無縫鋼管光纖光柵應力應變傳感器(02型),該款產品雖然未能單獨實現溫度和應力應變的分離,但是卻可以通過和北諾?毛細?無縫鋼管光纖光柵溫度傳感器(01型)配套使用解決溫度和應力應變分離的難題,原理如下圖4所示。

北諾?毛細?無縫鋼管光纖光柵應力傳感器和光纖光柵應變傳感器的溫度補償方案原理圖

圖4

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四、光纖光柵串(FBGs)和串式光纖光柵傳感器的概念


為了更好的理解上面這一張圖,我們首先要補充一個光纖光柵(FBG)的基本知識:光纖光柵傳感器使用靈活的一個表現就是可以實現多點傳感,理論上我們可以在一根傳感器里刻寫無數個不同波長的光纖光柵(FBG),實現對同一或多個物理參量的分布式檢測(產品對應為北諾?毛細?準分布式光纖光柵傳感器)。

具體例子詳見下圖5,該圖所示光纖刻寫了9個不同波長的光纖光柵串(FBGs),能夠實現9個點的同時測量。

北諾?毛細?系列無縫鋼管 光纖光柵傳感器所用 光纖光柵串實物圖(準分布式光纖光柵串實物)

圖5

北諾?毛細?系列無縫鋼管 光纖光柵傳感器所用 光纖光柵串波長實測圖(準分布式光纖光柵傳感器實測)

圖6

(請原諒我隨手拍照有點渣,上圖顯示了一條刻寫了8個不同波長的光纖光柵串(FBGs)在光頻譜儀上的波長分布)

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五、光纖光柵傳感器的溫度補償


接著返回上圖4的例子。我們使用了兩根北諾?毛細?無縫鋼管光纖光柵傳感器,傳感器1和傳感器2,兩根傳感器具有不同的波長。

傳感器1對于溫度和應力應變都敏感,傳感器2只對溫度敏感,他們處于同一環境,有相同的溫度。對于傳感器1來說,它的波長變化里既包括了溫度的影響,又包括了應力、應變的影響,但是此時我們已經知道了它的溫度(準確溫度來自于傳感器2),我們就可以扣除溫度對它波長變化的影響,只剩下應力、應變的影響(計算原理詳見公式:ΔλB =λB(1-Pe)Δε+λB(αf-ξ)ΔT)。

此時在這個傳感器套裝里,它就是一根測試準確的光纖光柵應力傳感器、光纖光柵應變傳感器(這一計算過程被稱為光纖光柵傳感器的溫度補償)。

北諾?毛細?無縫鋼管光纖光柵溫度傳感器同樣能夠對于其它諸如光纖光柵振動傳感器、光纖光柵形狀傳感器、光纖光柵氣體傳感器、光纖光柵壓力傳感器等進行溫度補償。

由以上論述可知,北京大成永盛科技有限公司所生產的北諾?毛細?系列無縫鋼管光纖光柵傳感器,確實實現了溫度和應力應變的分離,克服了光纖光柵的固有缺點。其核心在于,北諾?毛細?無縫鋼管光纖光柵溫度傳感器測溫準確,不受應力應變的影響。大成永盛靠什么做到這一點?其原理和奧秘我們將在下一篇文章中開始揭示,敬請期待!

我們的理念是:“北諾?,讓光纖不脆弱!”

聲明:本公司系列產品多包含了包括商標和專利在內的多項知識產權,為推動行業發展和技術進步,北諾?毛細?系列無縫鋼管光纖光柵傳感器產品價格適中,鼓勵大家正規渠道購買。未經授權,請勿仿制!


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