Bir mühendislik uzmanı olarak, FBG Fiber Bragg Izgarasının-nasıl çalıştığı, ne işe yaradığı ve iletişim fiberi ile algılama fiberi arasında nereye yerleştirildiği hakkında bazı pratik bilgileri paylaşmak istiyorum. Basit temel bilgilerden başlayarak cam perde duvarlarda gerçek bir öngerilmeli kablo kuvveti izleme örneğiyle biten bu makale, cephe güvenliğini hassas, uzun-vadeli ve- müdahaleci olmayan bir şekilde izlemek için harici olarak monte edilen FBG Fiber Bragg Izgara sensörlerinin nasıl kullanılabileceğini hızlı bir şekilde anlamanıza yardımcı olacaktır.
Fiber Bragg Izgarası Nedir?
FBG Fiber Bragg Izgarası, periyodik kırılma indisi saçaklarının yazıldığı optik fiber çekirdeğinin kısa bir bölümüdür, dolayısıyla bu fiber parçası yalnızca belirli bir dalga boyunu güçlü bir şekilde yansıtır ve diğer tüm dalga boylarının geçmesine izin verir. Hala sıradan tek-modlu fibere benziyor ancak iletişimde optik filtreleme ve algılamada gerilimi/sıcaklığı dalga boyu değişimlerine dönüştürmek için kullanılabilecek küçük bir dalga boyu-seçici ayna gibi davranıyor.
FBG Fiber Bragg Izgarasının temel konsepti
Fiber Bragg Izgarası, esas olarak, genellikle bir UV lazer ve bir faz maskesi kullanılarak fiber çekirdeği boyunca yazılan periyodik bir kırılma indisi modülasyonudur. Geniş bantlı ışık geçtiğinde, yalnızca ızgara koşulunu karşılayan dalga boyları güçlü bir şekilde yansıtılır, böylece yansıtılan merkez dalga boyu, iletişim veya algılama için okunabilir bir "etiket" olarak ele alınabilir.
Çalışma prensibi (Bragg koşulu ve yansıma dalga boyu)
Fiber optik bragg ızgarasının davranışı Bragg koşulunu λ_B=2 n_eff Λ takip eder; burada λ_B yansıtılan dalga boyu, n_eff etkin kırılma indisi ve Λ ızgara periyodudur. Dış gerilim ve sıcaklık, n_eff ve Λ'yi hafifçe değiştirerek, fiber optik bragg ızgara algılamasının fiziksel temeli olan λ_B'de küçük ama ölçülebilir kaymalara neden olur.
Sıradan optik fiber ile ilişki ve farklılıklar
Fiber optik bragg ızgarası yeni bir malzeme değil, standart fiber üzerinde yerel bir yapısal değişikliktir: aynı cam ve çap, çekirdeğin yalnızca birkaç milimetre ila santimetresi periyodik olarak modüle edilir. Sıradan fiber esas olarak düşük-kayıplı iletim sağlarken, Fiber Bragg Izgara segmenti, iletim yolu olarak fiberin geri kalanına bağlanan dar bantlı yansıtıcı bir optik cihaza-gerçek algılama elemanı{- haline gelir.
Yaygın FBG Fiber Bragg Izgara türleri
Yaygın FBG Fiber Bragg Izgara türleri arasında tek tip ızgaralar (sabit periyot, tek dar yansıma zirvesi), cıvıltılı ızgaralar (değişen periyot, dağılım veya geniş-aralık yanıtı için geniş bant yansıması) ve dalga boyu-çoklu-çok noktalı algılama için ızgara dizileri (bir fiberde farklı merkez dalga boylarına sahip çoklu ızgaralar) bulunur.
FBG Fiber Bragg Izgaranın temel performans parametreleri
Fiber optik bragg ızgarasının temel parametreleri yansıma dalga boyu, bant genişliği, yansıma ve hassasiyettir. Algılamada, esas olarak dalga boyunun ne kadar hassas bir şekilde konumlandırılabileceğine (dar bant genişliği, iyi yansıtma) ve gerilime ve sıcaklığa ne kadar güçlü tepki verdiğine ve ayrıca uzun-vadeli stabilite ve yorulma direncine önem veririz; bunlar cihazın gerçek mühendislik kullanımına uygun olup olmadığını belirler.
FBG Fiber Bragg Izgara ne için kullanılır? – İletişimden algılamaya kadar tipik uygulamalar
Fiber optik bragg ızgaranın en büyük özelliği hemoptik filtreve biralgılama elemanı. İki temel özelliğinden faydalandığımız sürece-yalnızca belirli bir dalga boyunu yansıtır ve ortam değiştiğinde bu dalga boyu kayar-birçok türde uygulama tasarlayabiliriz. İlk olarak optik iletişim sistemlerinde filtreleme, dalga boyu bölmesi ve dağılım telafisi için kullanıldı; Daha sonra mühendisler gerilime ve sıcaklığa karşı ne kadar hassas olduğunu fark etti ve yapısal sağlık izleme, enerji, kablo ve boru hattı endüstrilerinde temel bir algılama teknolojisi haline geldi.
İletişimde FBG Fiber Bragg Izgarası: filtreleme, WDM ve dağılım telafisi
Optik iletişim sistemlerinde, tek bir fiber genellikle birçok dalga boyu kanalını aynı anda taşır, bu nedenle bir veya daha fazla dalga boyunu tam olarak "seçmemiz" veya bazı dalga boylarına farklı şekilde davranmamız gerekir. Dar bantlı bir reflektör olarak Fiber Bragg Izgarası, optik filtre olarak idealdir: geniş bantlı ışık içeri girer, Bragg dalga boyu etrafındaki yalnızca küçük bir bant yansıtılır ve geri kalanı geçer. Farklı merkez dalga boylarına sahip birden fazla fiber optik bragg ızgara cihazını basamaklandırarak, şunu gerçekleştirebiliriz:WDM/DEMUXve kanalları dalga boyuna göre ayırın; cıvıl cıvıl fiber optik bragg ızgara cihazları geniş bant yansıması sağlar ve uzun bağlantılar üzerinde dağılım dengelemesi için kullanılabilir. İletişimde Fiber Bragg Izgarası, filtrelere, ızgaralara ve WDM modüllerine benzer şekilde pasif bir optik bileşen gibi davranır.
Algılamada FBG Fiber Bragg Izgarası: gerinim, sıcaklık, basınç ve titreşim
Odak noktamızı "filtreleme"den "dalga boyu sapması"na kaydırdığımızda, FBG Fiber Bragg Izgarası yüksek-hassasiyetli bir sensör haline gelir. Dış gerilim (gerilme/sıkıştırma), fiber uzunluğunu ve kırılma indisini değiştirir ve sıcaklık aynı zamanda termal genleşme ve termo-optik etkiler yoluyla Bragg dalga boyunu da etkiler, böylece yansıyan dalga boyunu gerçek zamanlı olarak takip ederek gerinim ve sıcaklık hakkında çıkarımlarda bulunabiliriz. Uygun mekanik tasarım ve paketlemeyle, fiber optik bragg ızgarası aynı zamanda dolaylı olarak basıncı, yükü, ivmeyi ve titreşimi de ölçebilir-; örneğin bunu kirişlere, levhalara, inşaat demirine veya yataklara bağlayarak veya elastik elemanların içine yerleştirerek küçük deformasyonların dalga boyu kaymalarına dönüşmesini sağlar. Geleneksel elektrikli sensörlerle karşılaştırıldığında, Fiber Bragg Izgara algılama, birçok ızgaranın tek bir fiber üzerine seri olarak yazılmasına olanak tanır ve bir çizgi boyunca çok-noktalı veya yarı-dağıtılmış ölçüme olanak tanır.
Yapısal sağlık izlemede (SHM) FBG Fiber Bragg Izgarası: köprüler, tüneller, rüzgar türbinleri, binalar
Yapısal sağlığın izlenmesinde FBG Fiber Bragg Izgarası çok olgun bir teknik yol haline geldi. Tipik uygulamalar arasında köprü destek kabloları ve askılarının kablo kuvveti izlemesi (kablonun üzerine, ankraj veya özel yük hücresinin zaman içindeki kablo gerginliğini takip etmek için fiber optik ızgara ızgarası yerleştirilmesi), tünellerde ve metro yapılarında astar deformasyonu ve yakınsama izleme (fiber optik ızgara ızgarası gerilim sensörlerinin kaplamalara veya halka çubuklara yerleştirilmesi), yorulma değerlendirmesi ve hata uyarısı için rüzgar türbini kanatları ve kulelerinde gerinim ve titreşim izleme ve köprünün ana elemanları, bağlantıları ve kablolarındaki kuvvetlerin ve yer değiştirmelerin-uzun vadeli çevrimiçi izlenmesi yer alır. yüksek-binalar, uzay kirişleri ve cam perde duvarlar. Burada Fiber Bragg Izgara, elektromanyetik girişime karşı direnci, uzun-mesafe iletimi, çok-noktalı çoğullama ve uzun-dönemli gömülü veya gizli kuruluma uygunluğu sayesinde öne çıkıyor.
Enerji ve endüstriyel uygulamalarda FBG Fiber Bragg Izgara: güç, kablolar, boru hatları
Enerji ve sanayi sektörlerinde FBG Fiber Bragg Izgara da önemli bir rol oynamaktadır. Güç sistemlerinde, transformatör sargı sıcaklığı izleme, bara sıcaklığı izleme ve GIS ekipman durumu izleme için kullanılabilir; kablolama karmaşıklığının ve yüksek-voltajlı ortamlarda termokuplların ve RTD'lerin zayıf anti-parazit performansının üstesinden gelir. Kablo uygulamalarında, çalışma sıcaklığını ve bükülme gerilimini izlemek ve hatta güzergah üzerindeki sıcak noktaları tespit etmek için fiber optik bragg ızgarası yüksek-gerilim güç kablolarına, hibrit güç-fiber kablolarına ve denizaltı kablolarına yerleştirilebilir veya bunlara eklenebilir. Petrol, gaz ve kimya endüstrilerinde, basınç, gerilim ve sızıntıyla ilgili anormallikleri izlemek için fiber optik ızgaralı sensörler uzun-mesafeli boru hatlarına, basınçlı kaplara ve depolama tanklarına bağlanabilir veya bunlara yerleştirilebilir. Fiber iletken olmadığından,-korozyona-dayanıklı olduğundan ve uzun mesafe-iletim yapabildiğinden, doğal olarak yüksek-voltaj, yüksek-sıcaklık, güçlü EMI ve patlayıcı ortamlar için uygundur.
FBG Fiber Bragg Izgara algılama ve geleneksel elektriksel algılama karşılaştırması
Direnç gerinim ölçerler, termokupllar ve voltaj/akım-tipi transdüserler gibi geleneksel elektrik sensörleriyle karşılaştırıldığında, FBG Fiber Bragg Izgara algılamanın tek bir temel farkı vardır: sinyal olarak voltaj veya direnç yerine dalga boyunu kullanır. Başlıca avantajları şunlardır:
- Güçlü-parazit önleme – sinyal, bir optik fiberde ışık tarafından taşınır ve elektromanyetik girişime karşı bağışıklıdır; yüksek-voltaj ve güçlü-EM ortamları için idealdir;
- Uzun-mesafeli, çok-noktalı çoğullama - birçok farklı-dalga boylu fiber optik bragg ızgara sensörü, tek bir fiber üzerinde basamaklandırılabilir ve tek bir sorgulayıcıyı paylaşabilir; bu, uzun-mesafeli çok-noktalı izleme için uygundur;
- Güvenlik ve yalıtım – elyafın kendisi-iletken değildir ve kıvılcım-sızdır, patlayıcı ortamlar için uygundur;
- Uzun-vadeli stabilite ve çevreye dayanıklılık; uygun ambalajlamayla Fiber Bragg Izgara, nemli, aşındırıcı veya radyasyonlu ortamlarda yıllarca çalışabilir.
Elbette Fiber Bragg Izgara "her açıdan mükemmel" değildir: bireysel sensörler genellikle basit elektrikli göstergelerden daha pahalıdır, sistem özel bir optik sorgulayıcı gerektirir ve kötü kurulum veya paketleme, gerilim aktarımına ve doğruluğuna zarar verebilir. Birçok projede, fiber optik ızgarayı, her şeyi değiştirmeye çalışmak yerine, geleneksel elektriksel algılamayla birlikte kullanılan, orta- ila uzun-mesafeli, çok-noktalı, yüksek-güvenilirlikli izleme için bir çözüm olarak ele almak daha makul bir yaklaşımdır.
İletişim kablolarından algılama kablolarına: FBG Fiber Bragg Izgaranın optik kablolarla ilişkisi
Fiber optik ızgara, özünde yalnızca birkaç santimetrelik değiştirilmiş fiberden oluşur-ancak gerçek projelerde çalışabilmesi için onlarca veya yüzlerce metrelik optik kablo ve bir optik ağ ile bağlanması gerekir. Kısaca: Fiber Bragg Grating, fiberin üzerine yazılır, kablo içerisinde taşınır ve optik ağ üzerinde çalışır.
FBG Fiber Bragg Izgarası hangi elyafın üzerine yazılmıştır?
Çoğu fiber optik bragg ızgara cihazı, düşük kayıp, makul maliyet ve iletişim sistemleriyle iyi uyumluluk nedeniyle standart tek-modlu fiber (örn. G.652D, G.657 bükülmeye-duyarsız) üzerine yazılır. Daha dar kıvrımlar veya yoğun iç mekan/perde duvar yönlendirmesi için bükülmeye-duyarsız fiber tercih edilir; zorlu ortamlarda özel fiberler kullanılabilir, ancak mantık her zaman şudur: ortam için doğru fiberi seçin, ardından ihtiyaç duyulan yere fiber optik palavra ızgarasını yazın.
Algılama kablosu ve iletişim kablosu
Hem algılama hem de iletişim kablolarında fiber, güç elemanları ve kılıflar bulunur ancak farklı şeylere odaklanırlar. İletişim kabloları, fiberi dış mekanik etkilerden izole etmeye çalışarak düşük kayıp ve sağlamlığı hedefler. Algılama kablolarının yalnızca hayatta kalması gerekmiyor, aynı zamanda yapısal deformasyonun fiber optik ızgaraya verimli bir şekilde aktarılmasına da izin veriliyor, bu nedenle tasarımlar gevşek tüp yapısını değiştirebilir, metal/FRP taşıyıcılar veya birleştirme katmanları ekleyebilir ve bazen tek bir kabloda "algılama fiberleri" ile "saf iletim fiberlerini" karıştırabilir.
Eksiksiz bir FBG Fiber Bragg Izgara algılama zincirinde neler bulunur?
Tipik bir zincir şunları içerir: (1) paketlenmiş fiber optik ızgaralı ön-uç sensörler (gerilme, sıcaklık, kablo kuvveti vb.); (2) yapıdan zayıf-akım odasına veya ekipman odasına giden iletim kabloları; (3) bir sorgulayıcı artı demodülasyon, depolama ve alarmlar için yazılım. Daha büyük sistemlerde aralarına optik ayırıcılar, yama panelleri ve ekleme kapakları-standart telekom donanımı- eklenir.
Uzun-vadeli istikrar için fiber ve kablo kalitesi neden önemlidir?
FBG Fiber Bragg Izgara sisteminin "akıllı kısmı" sorgulayıcı ve yazılım olsa da, uzun-vadeli kararlılık temel olarak temel fiber ve kablo kalitesine bağlıdır. Fiber mukavemeti, mikro-bükülme performansı veya kaplama eskimesi zayıfsa veya kablonun çekme/bükülme/sıcaklık direnci zayıfsa, sorunlar daha sonra daha yüksek kayıp ve ölçüm sapması olarak ortaya çıkacaktır. Güvenilir fiberleri ve kabloları seçmek ve bunları gerçek yönlendirme ortamıyla (iç mekan/dış mekan, zemin/perde duvar/kablo vb.) eşleştirmek bu nedenle uzun vadeli istikrarlı- izleme elde etmenin anahtarıdır.
FBG Fiber Bragg Izgara kablo kuvveti izleme nedir ve hangi sorunu çözer?
FBG Fiber Bragg Izgaralı kablo kuvveti izleme, kablolara Fiber Bragg Izgaralı sensörler kurmak, kablo gerilimini gerçek zamanlı olarak ölçmek ve bunu kablo gerilimine dönüştürmek anlamına gelir. Ele aldığı temel mühendislik sorunu şudur: Anahtar elemanlar üzerindeki kablo kuvveti, gerilme sırasında yalnızca bir kez kontrol edilemez; özellikle deformasyona ve yer değiştirmeye karşı çok hassas olan cam perde duvarlar için, tüm hizmet ömrü boyunca görünür ve doğru olması gerekir.
Kablo-desteklenen cam perde duvarlar ve öngerilmeli kablolar
Kablo-destekli ve kablo-net cam perde duvarlarda, birkaç öngerilmeli çelik kablo, cam panelleri ana yapıdan "askılar". Bu kablolar hem yükü taşır hem de genel stabiliteyi ve deformasyonu kontrol eder. Cephe hattını ve yer değiştirmeyi kendi ağırlığı, rüzgar ve sıcaklık sınırları dahilinde tutmak için-, kurulum sırasında tanımlanmış bir başlangıç kablo kuvveti uygulanır ve bu kuvvetin hizmet sırasında makul bir aralıkta kalıp kalmayacağı güvenlik ve konfor açısından kritik öneme sahiptir.
Giydirme cephe kablo kuvvetinin neden uzun-dönemli izlemeye ihtiyacı var?
Kablo kuvveti sabit değildir. Zamanla malzeme gevşemesi, ankraj kayması, sıcaklık değişimleri ve ikincil yapısal deformasyonlar, bunların tasarım değerinden uzaklaşmasına neden olacaktır. Aşırı rüzgar, inşaat yükleri veya yerel hasar, bazı kablolarda anormal kuvvete neden olabilir. Tamamlama veya kabul sırasında yalnızca bir kez ölçüm yaparsanız, orta- ila uzun-vadeli kuvvet kaybını veya dengesizliği tespit etmek zordur; bu durum en sonunda cam çatlaması, bağlantı yeri hasarı veya cephenin-düzlem dışı-aşırı deformasyonu olarak ortaya çıkabilir.
Geleneksel kablo kuvveti test yöntemleri ve sınırlamaları
Geleneksel yöntemler arasında titreşim yöntemi, üç-nokta bükme (ark kuvveti ölçer) ve hidrolik ölçüm bulunur. Titreşim yöntemi kablo kuvvetini doğal frekanstan çıkarır ancak sınır koşullarına, sıcaklığa ve girişime duyarlıdır. Üç-noktalı bükülme, yüksek alan gereksinimleri ve net olmayan eksenel sertlik/sınır varsayımlarıyla birlikte geometrik sertlik ve sapmaya dayanır. Hidrolik göstergeler, yükleme sırasında kullanışlıdır ancak aslında inşaat araçlarıdır ve uzun-dönemli çevrimiçi izleme için yapı üzerinde kalamazlar. Genel olarak, bu yöntemler ya kalıcı dağıtım için uygun değildir ya da sürekli zaman geçmişi verileri sağlayacak kadar otomatikleştirilmemiştir-.
Kablo kuvveti izleme için FBG Fiber Bragg Izgarasını kullanmanın avantajları ve zorlukları
FBG Fiber Bragg Izgara sensörlerinin kabloya veya kabloyla net bir mekanik ilişkisi olan bileşenlere monte edilmesiyle, kablo kuvveti değişiklikleri dalga boyu kaymalarına dönüştürülebilir ve uzun mesafelerde ve birçok noktada yüksek hassasiyetle ölçülebilir. Avantajları arasında elektromanyetik girişime karşı bağışıklık, tek bir fiber üzerinde birçok noktanın çoğullanması ve perde duvarların karmaşık yönlendirme ve ortamına uyum sağlayan mevcut optik kablo ve ekipman odası altyapısıyla kolay entegrasyon yer alır. Zorluklar, kabloya zarar vermeden güvenilir mekanik bağlantının sağlanması, ambalajın yeterli hassasiyetle tasarlanması ancak kurulumun neden olduğu hatanın düşük olması- ve ekipman/sorgulayıcı maliyetinin proje boyutuyla dengelenmesinde yatmaktadır.
Kablo kuvveti izleme sistemi için temel mühendislik gereksinimleri
Mühendislik açısından bakıldığında, "iyi" bir kablo kuvveti izleme sistemi: doğru ölçmeli (iyi doğruluk ve tekrarlanabilirlik), resmin tamamını görmeli (zaman içindeki değişiklikleri yakalamalı), uzun süre dayanmalı (dış mekanda stabil), çok az rahatsız etmeli (kabloya ve cepheye mümkün olduğunca-müdahale etmemeli) ve bakımı yapılabilir olmalı (sensörler/ön-uç parçalar incelenebilir veya gerektiğinde değiştirilebilir). FBG Fiber Bragg Izgaralı kablo kuvveti izleme, iyi tasarlanmış harici kelepçeler ve algılama kablolarıyla-bu gereksinimler arasında pratik bir uzlaşma sunduğundan caziptir.
Harici olarak monte edilen FBG Fiber Bragg Izgaralı kablo kuvveti sensörü: prensip ve yapısal tasarım
Fikir basit: kabloya küçük bir kelepçe sabitlenmiştir ve bu kelepçenin içinde FBG Fiber Bragg Izgaralı kısa bir fiber parçası vardır. Kablo yüklendiğinde, kablonun çok küçük uzaması kelepçe aracılığıyla fiber optik ızgaraya aktarılır ve yansıyan dalga boyunda bir değişikliğe neden olur. Sorgulayıcı bu dalga boyu değişimini okur ve bunu kablo kuvvetine dönüştürür. Kablonun kendisinin kesilmesine, delinmesine veya kaynak yapılmasına gerek yoktur.
Fikstür-tabanlı ölçüm ilkesi
Fikstür-tabanlı yaklaşım, kabloyla birlikte deforme olacak şekilde kabloya monte edilmiş özel olarak tasarlanmış bir metal veya alaşım kelepçe kullanır. FBG Fiber Bragg Izgarası bu kelepçenin gerilime-hassas konumunda bağlanır. Kablo kuvveti değiştiğinde kelepçe gerilir veya sıkıştırılır; gerilime-duyarlı fiber optik ızgara, bu deformasyonu bir dalga boyu kayması olarak "kaydeder" ve böylece kablo kuvvetinin dolaylı olarak ölçülmesine olanak tanır.
FBG Fiber Bragg Izgaralı kablo kuvveti sensörlerine harici olarak monte edilen/kelepçenin-yapısal özellikleri
Tipik bir harici olarak monte edilen (kelepçeli) sensör üç parçadan oluşur: kabloyla temas halinde olan kelepçe gövdesi, dahili bir elastik yük-taşıma elemanı ve üzerine yapıştırılmış veya kaynaklanmış FBG Fiber Bragg Izgara fiberi. Ünitenin tamamı, açılıp kablonun etrafına yerleştirilebilen, ardından cıvatalar veya mandallarla kilitlenebilen ayrık bir kelepçe veya bilezik şeklinde yapılmıştır-kabloyu kesmeye veya ankrajları sökmeye gerek yoktur. Temel tasarım hedefi, kablonun orijinal kuvvet durumunu önemli ölçüde değiştirmeden sıkıca kelepçelemektir.
Ölçüm doğruluğunu etkileyen temel faktörler: hassasiyet, kurulum hatası, gerinim aktarımı
Formüllerin derinliklerine inmeden üç nokta çok önemlidir:
Hassasiyet – Fiber Bragg Izgaranın açıkça tespit edebilmesi için kablo kuvveti değişikliklerinin yeterince "yükseltilmesi" gerekir;
Gerinim aktarımı – gerçek kablo deformasyonu mümkün olduğu kadar eksiksiz bir şekilde FBG Fiber Bragg Izgaraya iletilmelidir;
Kurulum hatası – kurulum sırasındaki gevşeklik, kayma veya düzensiz ön-sıkma işlemleri en aza indirilmelidir.
Harici olarak monte edilen bir sensörün yapısal tasarımı, esasen bu üçü arasında bir dengeye dayanır ve fiber optik ızgaranın, kabloya zarar vermeden veya ekstra stres konsantrasyonları yaratmadan kablo kuvvetini "hissetmesini" sağlar.
Giydirme cephe inşaatı ve bakımı için harici kurulumun avantajları
Gömülü çözümlerle veya doğrudan kablo üzerinde kesme/kanal açma/kaynaklamayla karşılaştırıldığında, harici olarak monte edilen FBG Fiber Bragg Izgaralı kablo kuvveti sensörü üç önemli avantaj sunar:-tahribatsız, kurulumu kolay ve değiştirilebilir. Ek bir aksesuar-gibi davranır: Giydirme cephe inşaatının sonraki aşamalarında, hatta işletme sırasında bile kurulabilir; İnceleme veya yeniden kalibrasyon gerektiğinde sensör, kabloya dokunmadan çıkarılabilir ve değiştirilebilir. Bu, cephe yapısı üzerindeki etkiyi en aza indirir ve orijinal kablo gücü sisteminde "sert" değişiklikler yapılmasını önler, güvenlik ve bakım açısından pratik gereksinimleri daha iyi karşılar.
Örnek olay: cam perde duvarlara harici olarak monte edilen FBG Fiber Bragg Izgaralı kablo kuvveti sensörleri
Ayrı bir vaka çalışması makalesinde, harici olarak monte edilen FBG Fiber Bragg Izgaralı kablo kuvveti sensörlerinin mühendislik uygulamasını sistematik olarak çözmek için bir araç olarak cam perde duvar projesini kullanıyoruz. Makale ilk olarak kablo destekli perde duvarların gelişimini ve geleneksel kablo kuvveti ölçüm yöntemlerinin sınırlamalarını gözden geçiriyor, ardından Zheng R, Wang Xuezhe, Sun Xiao ve Tang Jun tarafından önerilen farklı fiber optik bragg ızgara düzeni stratejilerinin artılarını ve eksilerini karşılaştırıyor. Gerçek bir projeye dayanarak, fikstür-tabanlı Fiber Bragg Izgara ilkesini kullanan harici yüksek-hassasiyetli kablo kuvveti sensörü şemasını sunmaya devam ediyor ve bunun doğruluğunu, stabilitesini ve kablo aracılığıyla inşa edilebilirliğini doğruluyor İnşaat aşamasında toplanan kuvvet verileri. Örnek olay, kablolara zarar vermeden veya orijinal cephe yapısını önemli ölçüde değiştirmeden, harici olarak monte edilen Fiber Bragg Izgara sensörlerinin, kablo destekli perde duvarlar ve benzer kablo yapıları için tekrarlanabilir bir mühendislik yolu sağlayarak, kablo kuvveti izleme için yüksek-hassas, bakımı yapılabilir bir çözüm olarak hizmet verebileceğini açıkça göstermektedir.
Kablo üreticileri / sistem entegratörleri ile çalışma: FBG Fiber Bragg Izgara algılamasından tam çözümlere kadar
Hangi fiber ve kablo ürünlerine ihtiyaç var?
Pratik bir fiber optik bragg ızgaralı kablo gücü izleme sistemi temel olarak üç şeye ihtiyaç duyar: (1) Fiber Bragg Izgaralı algılama fiberi, (2) algılama/besleyici optik kablolar, (3) standart iletişim kabloları ve rafa bağlantı kabloları. Sensörün kelepçelenmesinde-kısa algılamalı fiber veya küçük özel kablo kullanılır, bina yollarında iç/dış kablolar kullanılır ve kabindeki her şey standart yama ile tamamlanır. Kablo satıcıları için bu, esasen mevcut ürünleri yalnızca bir "iletişim bağlantısı" yerine "algılama bağlantısı" aracılığıyla yeniden düzenlemektir.
Cephe ve çatıdan zayıf-mevcut odaya kadar
Giydirme cephe projelerinde, optik yol genellikle cepheden ve çatıdan, binanın giriş noktasından geçerek şaftlardan geçerek zayıf-akım odasına kadar uzanır. Tipik olarak: cephede/çatıda dış mekan-nominal kablo → kanallar veya tepsiler yoluyla binaya doğru → iç mekana geçişLSZH/yükseltici kabloyükselticiden ekipman odasına inin. Optik Kablo üreticileri ve sistem entegratörleri,-bu güzergahın tamamını "sensörden rafa" birlikte tasarlayabilir, böylece inşaat, cephe ve MEP arasındaki daha sonraki koordinasyonu azaltabilirler.
Bina kablolaması ve veri merkezleriyle entegrasyon
Fiber optik ızgaralı sorgulayıcı, zayıf-akım/ekipman odasına yerleştirilir ve verileri BMS'ye, güvenliğe veya veri merkezi sunucularına gider. Bu adım, mevcut bina fiber kablolarını, ODF/patch panellerini,MPO/MTP gövdeleriVeveri merkezialtyapı: izleme verileri Ethernet/fieldbus aracılığıyla ağa girer ve daha sonra üst-katmanda veya bulut platformlarında toplanır ve görselleştirilir. Böylece Fiber Bragg Izgara izleme, tek başına bir ada sistemi değil, binanın dijital operasyonlarında yalnızca başka bir veri kaynağı haline gelir.
Fiber ve kablo şirketlerinin rolü
Fiber ve kablo şirketlerinin Fiber Bragg Izgara sorgulayıcılarını veya sensörlerini kendilerinin üretmesi gerekmiyor. Anahtar rolleri şunlardır: algılama ve iletişim için doğru fiberleri/kabloları sağlamak ve yapıdan rafa uçtan uca optik yol sağlamak için FBG Fiber Bragg Grating satıcıları ve entegratörleriyle birlikte çalışmak. Bu, onların sadece kablo satmaktan yapısal sağlığın izlenmesi, akıllı binalar ve akıllı altyapı için optik altyapı sunmaya geçmelerini sağlar.
SSS: FBG Fiber Bragg Izgarası ve kablo kuvveti izlemeyle ilgili sık sorulan sorular
Fiber Bragg Izgara sensörleri ile sıradan direnç gerinim ölçerler arasındaki fark nedir?
FBG Fiber Bragg Izgara sensörleri, sinyal olarak dalga boyunu kullanır ve bunu optik fiberde iletir, böylece elektromanyetik girişime karşı bağışıktırlar ve tek fiber üzerinde birçok noktayla uzun mesafelerde çalışabilirler. Direnç gerinim ölçerler direnç değişimini kullanır, kablolama nokta başına daha kısa ve daha ucuzdur, ancak-paraziti önleme yeteneği ve uzun-mesafeli, çok-noktalı izleme için ölçeklenebilirlik daha zayıftır.
Bir fiber üzerine kaç tane FBG Fiber Bragg Izgara sensörü yazılabilir? Birbirlerine müdahale edecekler mi?
Tek bir fiber, her biri farklı bir merkez dalga boyuna sahip olduğu ve spektrumları örtüşmediği sürece düzinelerce Fiber Bragg Izgara sensörünü seri halinde taşıyabilir. Sorgulayıcı bunları dalga boyuna göre ayırır, böylece uygun dalga boyu planlamasıyla birbirlerine müdahale etmezler.
Tipik bir Fiber Bragg Izgara kablo kuvveti izleme sistemi hangi ekipmanı içerir?
Normalde şunlara ihtiyacınız vardır:
Fiber Bragg Izgaralı kablo kuvveti sensörleri (kelepçeli-veya diğer şekillerde),
Sensörden ekipman odasına kadar optik kablolar ve patch cordlar,
Fiber optik palavracı bir sorgulayıcı,
Görüntüleme, depolama ve alarmlar için veri toplama / yazılım (PC, BMS, SCADA veya bulut platformu).
Giydirme cephe projesinde halihazırda iletişim optik kabloları varsa ayrı bir FBG Fiber Bragg Izgaralı algılama kablosuna hâlâ ihtiyaç var mı?
Teknik olarak, fiber optik bragg ızgara sinyalleri, mevcut iletişim kablolarındaki yedek tek-modlu fiberler üzerinde çalışabilir. Bunların yeniden kullanılması veya ayrı bir algılama kablosunun döşenmesi, yönlendirmeye, yedek fiber kullanılabilirliğine ve izolasyon gereksinimlerine bağlıdır: kritik izleme için birçok işletme sahibi, netlik ve güvenilirlik açısından özel bir fiber yolunu tercih eder.
FBG Fiber Bragg Izgaralı kablo kuvveti izlemenin maliyeti geleneksel yöntemlerle nasıl karşılaştırılır?
Tek seferlik-bir test için geleneksel araçlar (titreşim yöntemi, hidrolik ölçüm cihazı vb.) genellikle daha ucuzdur. Ancak uzun-vadeli, çok-noktalı çevrimiçi izleme için, fiber optik övünme ızgarası-bir sorgulayıcıya ve daha yüksek bir başlangıç yatırımına ihtiyaç duymasına rağmen-sahadaki işgücünü ve tekrarlanan testleri azaltabilir ve genellikle tüm yaşam döngüsü boyunca-daha uygun maliyetli hale gelir.
FBG Fiber Bragg Izgara sensörlerinin servis ömrü nedir? Bakım / değiştirme kolay mı?
Izgaranın kendisi cam elyafından yapılmıştır ve uzun yıllar dayanabilir; gerçek ömür esas olarak paketleme ve kurulum ortamı (korozyon, sızdırmazlık, mekanik hasar) ile sınırlıdır. Harici olarak monte edilen Fiber Bragg Izgaralı kablo kuvveti sensörleri çıkarılabilir ve değiştirilebilir şekilde tasarlanmıştır; böylece biri arızalanırsa kablo gövdesine dokunmadan değiştirilebilir.
FBG Fiber Bragg Izgaralı kablo kuvveti sensörlerinin montaj konumu ve işçiliği için hangi gereksinimler vardır?
Sensörler, mümkün olduğunca ankrajlardan ve karmaşık bağlantı noktalarından uzağa, temsili, düz, erişilebilir kablo bölümlerine kurulmalıdır. Kurulum sırasında kelepçe eşit şekilde sıkılmalı, kablonun kaymasını veya hasar görmesini önlemeli ve fiber keskin bir şekilde bükülmemelidir; kurulumdan sonra, kararlı, tekrarlanabilir değerleri doğrulamak için birkaç okuma veya küçük bir yük testi yapmak iyi bir uygulamadır.