Необ'ємна волоконна лазерна решітка Брегга

Оптоволоконна решітка Innolume (FBG) є важливим оптичним пристроєм, заснованим на принципі волоконної оптики. Нижче наведено вступ до його принципів, переваг і функцій:

Принцип

Решітка Брегга волокна формується шляхом періодичної модуляції показника заломлення серцевини волокна. Зазвичай ультрафіолетовий лазер і технологія фазового шаблону використовуються для розміщення оптичного волокна під ультрафіолетовим лазерним променем, а інтерференційна картина генерується через фазовий шаблон, щоб показник заломлення в серцевині постійно та періодично змінювався.

Коли широкосмугове світло передається в оптичному волокні, тільки світло певної довжини хвилі, яка відповідає умові Брегга, буде відбиватися назад, а світло решти довжин хвиль пройде без втрат.

Коли на оптичне волокно впливають зовнішні фактори (такі як температура, деформація тощо), показник заломлення та період решітки серцевини змінюватимуться, що призведе до дрейфу довжини хвилі Брегга. Відстежуючи зміни довжини хвилі Брегга, можна досягти вимірювання фізичних величин, таких як температура та деформація.

Переваги

Захист від електромагнітних перешкод: виготовлений із матеріалу оптичного волокна, він має природну здатність запобігати електромагнітним перешкодам і підходить для місць зі складним електромагнітним середовищем, таких як системи живлення, промислова автоматизація та інші сфери.

Високоточні вимірювання: він дуже чутливий до змін у фізичних величинах, таких як температура та деформація, і може досягати високоточних вимірювань. Він може бути використаний у структурному моніторингу здоров'я, аерокосмічній та інших сферах, де потрібна висока точність вимірювань.

Розподілені вимірювання: кілька волоконних бреггівських решіток можна з’єднати послідовно на одному оптичному волокні, щоб сформувати розподілену мережу вимірювання для досягнення розподіленого вимірювання та моніторингу фізичних величин на великій території та великій відстані.

Внутрішня безпека: волокниста решітка Брегга є пасивним пристроєм, який під час роботи не створює електричних іскор і електромагнітного випромінювання. Він підходить для небезпечних середовищ, таких як легкозаймисті та вибухонебезпечні середовища, такі як нафтохімія, вугільні шахти та інші галузі промисловості.

Хороша довгострокова стабільність: матеріал оптичного волокна має хорошу хімічну стабільність і механічні властивості. Волокниста решітка Брегга може підтримувати стабільну роботу протягом тривалого використання, зменшуючи вартість обслуговування та заміни.

функція

Вимірювання температури: використовуючи чутливість волоконної бреггівської решітки до температури, можна точно виміряти зміну температури навколишнього середовища шляхом вимірювання зміни довжини хвилі Брегга. Його можна застосовувати для моніторингу температури енергетичного обладнання, попередження про пожежу будівель та інших галузей.

Вимірювання деформації: коли оптичне волокно розтягується або стискається, період решітки та показник заломлення змінюються, що призводить до відповідного дрейфу довжини хвилі Брегга. Відстежуючи дрейф довжини хвилі, можна точно виміряти напругу оптичного волокна. Він часто використовується для моніторингу стану будівельних конструкцій, таких як мости, дамби та тунелі, а також для аналізу напруги механічних конструкцій.

Вимірювання тиску: шляхом інкапсуляції волоконної бреггівської решітки в особливу структуру, чутливу до тиску, під впливом тиску структура деформується, що призведе до зміни деформації волоконної бреггівської решітки, і тиск можна виміряти. Його можна використовувати в галузі моніторингу тиску нафто- і газопроводів і визначення тиску в гідравлічних системах.

Вимірювання вібрації: інформацію про вібрацію можна відчути шляхом виявлення зміни довжини хвилі відбитого світла волоконної бреггівської гратки, що можна застосувати для моніторингу вібрації механічного обладнання та моніторингу землетрусів.