传统光纤光栅温度传感器(FBG温度计)缺点及受力分析——测温不准确的原因

本文分析了传统的光纤光栅传感器(FBG sensor)中光纤光栅(FBG)所受的各种力,由于这些力的存在导致光纤光栅传感器无法进行温度和应力、应变分离,造成了很多传统光纤光栅温度传感器(FBG温度计)测温不准确的缺点。

同时分析了大成永盛生产的北诺®毛细®无缝钢管光纤光栅温度传感器(布拉格光栅温度计)能够消除光纤光栅的固有缺点,进行温度和应力、应变分离的原因,并给出了实物对比图


在前面《光纤光栅温度传感器(FBG温度计)的基本要求:准确测量,高精度》一文中,我们已经从理论上论证了:

“北京大成永盛科技有限公司所生产的北诺®毛细®无缝钢管光纤光栅温度传感器(FBG温度计)是一种新型的光纤光栅温度传感器,其独特的结构设计能够有效去除外界各种拉力压力所带来的对于光纤光栅(FBG)的应力应变的影响,因此,新型的北诺®毛细®无缝钢管光纤光栅温度传感器测量准确,高精度”。

传统管式封装的光纤光栅传感器与北诺®毛细®系列无缝钢管 光纤光栅传感器实物对比图

图1


传统的光纤光栅传感器(如上图1所示)中光纤光栅(FBG)会受到封装结构所带来的各种力(横向力、径向力、局部力),这些力至少包括了:

一、传统光纤光栅传感器封装结构中各种胶所带来的力

传统光纤光栅传感器中用于固定布拉格光纤光栅(FBG)的各种搅拌均匀或不均匀的胶,这些胶由于有着和玻璃丝不一样的热膨胀系数,所以在温度变化时会对光纤布拉格光栅(FBG)产生不同的拉力和应力应变影响

由于北诺®毛细®无缝钢管光纤光栅温度传感器(FBG温度计)不需要使用胶来固定光纤光栅(FBG),因此在传感器内部是没有胶的,是真正的无胶封装,本条影响无需实验证明。

二、传统光纤光栅传感器施工使用过程中受力

传统光纤光栅温度传感器在施工和使用过程中不可避免地受到来自外界的拉力和重力等力的影响,这些力通过各种途径作用到光纤光栅(FBG)上(包括固定光纤光栅所用的胶、不够结实的外铠等),使得光纤布拉格光栅(FBG)产生应力应变,从而影响测温的准确性。

新型的北诺®毛细®无缝钢管光纤光栅温度传感器由于其独特的结构设计,使得光纤光栅(FBG)基本不受这些力的作用(我在这里说的是“基本”,通过北京大成永盛科技有限公司所研究的特有施工工艺,可以保证光纤光栅不受这些力的作用),本条影响可通过实验证明。

三、传统光纤光栅传感器由各种不均匀材料不同膨胀系数所带来的力

传统光纤光栅温度传感器,使用比较粗的无缝钢管对光纤光栅(FBG)部分进行保护,通过胶粘的工艺,使得无缝钢管、固化后的胶和光纤光栅成为一个整体,由于不锈钢,固化后的胶以及玻璃丝都有着不一样的热膨胀系数,因此,光纤光栅(FBG)在温度变化时容易受到来自其它材料力的影响,导致测温不准确

新型的北诺®毛细®无缝钢管光纤光栅温度传感器通过特殊的结构设计,使得布拉格光纤光栅(FBG)总是处于自然松弛状态,光纤光栅(FBG)不会受到外来的由于金属热膨胀系数不同而带来的拉力和应力应变的影响,因此测温准确,本条影响可通过实验证明。

短段北诺®毛细®无缝钢管 光纤光栅传感器(应力/应变/温度)实物图

图2


以上三条是我们对于光纤光栅有可能受到各种拉力从而导致应力应变的分析,下面我们将开始实验用以证明,新型的北诺®毛细®无缝钢管光纤光栅温度传感器确实不受各种拉力和应力应变的影响,确实测温准确高精度。实验马上开始,敬请期待!

我们的理念是:“北诺®,让光纤不脆弱!”

声明:本公司系列产品多包含了包括商标和专利在内的多项知识产权,为推动行业发展和技术进步,北诺®毛细®系列无缝钢管光纤光栅传感器产品价格适中,鼓励大家正规渠道购买。未经授权,请勿仿制!


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