光纤光栅传感信号的长距离监测和传输能有多远—无中继传感通信距离

本文从理论上分析了FBG光纤光栅传感器在通信网络中的信号传输距离,重点讨论了“FBG光纤光栅传感器实现长距离监测时监测距离和传输距离” 这一问题,同时给出了部分北诺®毛细®无缝钢管光纤光栅传感器(FBG sensor)的实物图。

一、光纤光栅传感信号通信距离分析

对于已经解调出波长信号的光纤光栅传感系统来说,光纤光栅解调仪直接接入通信网络,接入方式可以是光口、电口甚至空口(无线接口)。

此时,其已知波长信息和普通的通信信息没有区别,因此没有传输距离的说法,只要在同一网络系统,任何地方都可以通过远程接入光纤光栅解调仪查看其传感信息。

北诺®毛细®无缝钢管 串式光纤光栅温度传感器示意图

图1


二、光纤光栅传感信号传感距离分析——影响因素


对于光纤光栅传感系统内部来说,如果光纤光栅解调仪和FBG光纤光栅传感器不在同一位置但位于同一网络,此时其最大传输距离影响因素会来自多个方面:

1、来自于光纤通信系统的传输距离。

由于通信系统中光纤的距离衰减非常小,因此在传统的光纤通信系统里,光纤光栅(FBG)的传感信号也能够无中继传输80至120公里,这个距离是对于传统的G.652系列光纤来说的。

对于这两年来刚刚使用的G.654系列光纤来说,无中继传输距离能够达到几百公里。

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


2、最大传输距离也和你所使用的光纤光栅解调设备有关。

你的光纤光栅解调仪必须要能够发射足够强度的光信号,并且能够接收足够微弱的光信号。因此,您所使用的FBG光栅传感器,最好是反射率能达到90%以上(北京大成永盛科技有限公司的北诺®毛细®系列无缝钢管光纤光栅传感器最大反射率接近100%)。

长段北诺®毛细®无缝钢管 光纤光栅温度传感器实物图

图3


3、长距离信号的传输还要考虑光信号的色散问题。

由于光信号在经过长距离的传输之后会产生色散,而色散直接带来了波长的漂移,波长的漂移会影响测量的准确性(包括但不限于温度、应力和应变)。

北诺®毛细®无缝钢管 光纤光栅传感器本体 北诺®毛细®无缝钢管 光纤光栅传感器尾端

图4

图5


综合以上几点,我们分析认为,在光纤光栅解调仪与光纤光栅传感器分离这一场景中,假设传输网正常,光纤光栅解调仪功能强大,北诺®毛细®无缝钢管光纤光栅传感器传感信号也应该能够传输80至120公里,但波长信号是否准确未知。

但是我们所卖出去的产品还没有这样被客户使用过,毕竟,这需要一根超级长的光纤光栅传感器(FBG sensor),或者需要专门设计其光纤光栅传感网的结构(通信网和物联网相结合的光纤光栅传感网)。

现实情况下大成永盛做实验时做过公里级别的验证,没有什么问题。如果您做过更长距离的应用,欢迎来信告知我们并一起讨论,以便让我们的理论和实际能够统一起来。毕竟,实践才是检验理论的唯一方法。

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价格适中,鼓励大家正规渠道购买。未经授权,请勿仿制!