Kao inženjerski profesionalac, želio bih podijeliti neke praktične uvide u FBG Fiber Bragg Grating-kako funkcionira, za šta je dobar i gdje se uklapa između komunikacijskog vlakna i senzorskog vlakna. Počevši od jednostavnih osnova i završavajući sa stvarnim slučajem praćenja sile prednapregnutog kabla u staklenim zidovima zavjese, ovaj će vam članak pomoći da brzo shvatite kako se vanjski FBG Fiber Bragg Griting senzori mogu koristiti za praćenje sigurnosti fasade na precizan, dugoročan-i ne-nenametljiv način.
Šta je Fiber Bragg rešetka?
FBG Fiber Bragg rešetka je kratak dio jezgra optičkog vlakna gdje su ispisane periodične rubove indeksa prelamanja, tako da ovaj komad vlakna snažno reflektuje samo jednu specifičnu talasnu dužinu i propušta sve ostale talasne dužine. I dalje izgleda kao obično jedno{1}}modno vlakno, ali djeluje kao sićušno-selektivno ogledalo za talasnu dužinu koje se može koristiti za optičko filtriranje u komunikaciji i za pretvaranje naprezanja/temperature u pomake talasne dužine u senzorima.
Osnovni koncept FBG Fiber Bragg rešetke
Fiber Braggova rešetka je u suštini periodična modulacija indeksa prelamanja zapisana duž jezgre vlakna, obično koristeći UV laser i faznu masku. Kada širokopojasna svjetlost prolazi, samo valne dužine koje zadovoljavaju uvjet rešetke se snažno reflektiraju, tako da se reflektirana središnja valna dužina može tretirati kao čitljiva "oznaka" za komunikaciju ili sensing.
Princip rada (Braggovo stanje i talasna dužina refleksije)
Ponašanje bragg rešetke optičkih vlakana prati Braggov uslov λ_B=2 n_eff Λ, gdje je λ_B reflektovana talasna dužina, n_eff efektivni indeks prelamanja i Λ period rešetke. Spoljašnje naprezanje i temperatura neznatno mijenjaju n_eff i Λ, uzrokujući male, ali mjerljive pomake u λ_B, što je fizička osnova senzora hvalisave rešetke optičkih vlakana.
Odnos i razlike sa običnim optičkim vlaknom
Optička bragg rešetka nije novi materijal, već lokalna strukturna modifikacija na standardnim vlaknima: isto staklo i promjer, sa samo nekoliko milimetara do centimetara jezgre koja se periodično modulira. Obično vlakno uglavnom obezbjeđuje prijenos sa malim-gubicima, dok segment Fiber Bragg rešetke postaje uskopojasni reflektirajući optički uređaj-pravi senzorski element-povezan ostatkom vlakna kao put prijenosa.
Uobičajeni tipovi FBG Fiber Bragg rešetke
Uobičajeni tipovi FBG Fiber Bragg rešetke uključuju uniformne rešetke (konstantan period, jedan uski reflektirajući vrh), cirpirane rešetke (promjenjivi period, širokopojasna refleksija za disperziju ili odziv širokog{0}}opsega) i nizove rešetki (više rešetki sa različitim centralnim valnim dužinama u jednom vlaknu) za više talasnih dužina{multipleks} više tačaka{1}
Ključni parametri performansi FBG Fiber Bragg rešetke
Ključni parametri optičke bragg rešetke su talasna dužina refleksije, širina pojasa, reflektivnost i osetljivost. U osjetilima, uglavnom nam je stalo do toga koliko precizno se može locirati valna dužina (uski propusni opseg, dobra refleksivnost) i koliko snažno reagira na naprezanje i temperaturu, zajedno sa dugotrajnom-stabilnošću i otpornošću na zamor, koji određuju da li je uređaj pogodan za stvarnu inženjersku upotrebu.
Za šta se koristi FBG Fiber Bragg rešetka? – Tipične primjene od komunikacija do senzora
Najveća karakteristika optičke bragg rešetke je to što je ona i jednaoptički filteri asenzorski element. Dokle god koristimo njegova dva ključna svojstva-on odražava samo određenu talasnu dužinu, a ta talasna dužina se mijenja kada se okruženje promijeni-možemo dizajnirati mnoge vrste aplikacija. Prvi put je korišćen u optičkim komunikacionim sistemima za filtriranje, podelu talasne dužine i kompenzaciju disperzije; kasnije, inženjeri su shvatili koliko je osjetljiva na naprezanje i temperaturu, te je postala osnovna senzorska tehnologija u nadzoru zdravlja konstrukcija, industriji električne energije, kablova i cjevovoda.
FBG Fiber Bragg rešetka u komunikacijama: filtriranje, WDM i kompenzacija disperzije
U optičkim komunikacionim sistemima, jedno vlakno često istovremeno nosi više kanala talasnih dužina, tako da moramo precizno "izabrati" jednu ili više talasnih dužina ili tretirati neke talasne dužine drugačije. Kao uskopojasni reflektor, Fiber Braggova rešetka je idealna kao optički filter: širokopojasna svjetlost ulazi, samo mali pojas oko Braggove talasne dužine se odbija, a ostatak prolazi kroz njega. Kaskadom višestrukih optičkih bragg rešetkastih uređaja sa različitim centralnim talasnim dužinama, možemo realizovatiWDM/DEMUXi razdvoji kanale po talasnoj dužini; chirped optička vlakna bragg rešetkasti uređaji pružaju širokopojasnu refleksiju i mogu se koristiti za kompenzaciju disperzije na dugim vezama. U komunikacijama, Fiber Bragg rešetka se ponaša kao pasivna optička komponenta, slično filterima, rešetkama i WDM modulima.
FBG Fiber Bragg rešetka u senzorima: naprezanje, temperatura, pritisak i vibracije
Kada svoj fokus prebacimo sa "filtriranja" na "pomicanje talasne dužine", FBG Fiber Bragg rešetka postaje visoko{0}}precizan senzor. Spoljašnje naprezanje (zatezanje/kompresija) mijenja dužinu vlakna i indeks loma, a temperatura također utiče na Braggovu valnu dužinu putem termičkog širenja i termo{2}}optičkih efekata, tako da praćenjem reflektirane talasne dužine u realnom vremenu možemo zaključiti deformaciju i temperaturu. Sa odgovarajućim mehaničkim dizajnom i pakiranjem, optička bragg rešetka također može indirektno mjeriti pritisak, opterećenje, ubrzanje i vibracije-na primjer, spajanjem na grede, ploče, armaturu ili ležajeve, ili ugradnjom u elastične elemente, tako da sitne deformacije postaju pomaci talasne dužine. U poređenju sa tradicionalnim električnim senzorima, Fiber Bragg Grating sensing omogućava da se mnoge rešetke zapisuju u seriji na jedno vlakno, omogućavajući više{6}}tačkasto ili kvazi{7}}raspodijeljeno mjerenje duž linije.
FBG Fiber Bragg rešetka u nadzoru zdravlja konstrukcija (SHM): mostovi, tuneli, vjetroturbine, zgrade
U nadzoru strukturalnog zdravlja, FBG Fiber Bragg rešetka je postala vrlo zrela tehnička ruta. Tipične primjene uključuju praćenje sile kabla na nosećim kablovima i vješalicama mosta (postavljanje svjetlovodne bragg rešetke na kabel, sidra ili namjenske ćelije za opterećenje za praćenje napetosti kabla tokom vremena), praćenje deformacije obloge i konvergencije u tunelima i metro strukturama (postavljanje senzora naprezanja optičke bragg rešetke na obloge ili prstenaste prečke za vjetar i praćenje naprezanja vjetra na vibri blagu), s procjena zamora i upozorenje na kvar, te dugotrajno-online praćenje sila i pomaka u ključnim elementima, spojevima i kablovima visokih- zgrada, prostornih rešetki i staklenih zavjesa. Ovdje se Fiber Bragg rešetka ističe svojom otpornošću na elektromagnetne smetnje,-prijenosom na velike udaljenosti, multi-multipleksom na više tačaka i pogodnošću za dugotrajnu-ugradnu ili skrivenu instalaciju.
FBG Fiber Bragg rešetka u energetskoj i industrijskoj primjeni: struja, kablovi, cjevovodi
U energetskom i industrijskom sektoru, FBG Fiber Bragg rešetka takođe igra važnu ulogu. U elektroenergetskim sistemima može se koristiti za praćenje temperature namotaja transformatora, praćenje temperature sabirnica i praćenje stanja GIS opreme, prevazilaženje složenosti ožičenja i loših performansi protiv smetnji termoelementa i RTD-a u okruženjima visokog-napona. U kablovskim aplikacijama, optička bragg rešetka se može ugraditi ili pričvrstiti na visokonaponske kablove za{4}}napone, hibridne kablove za napajanje{5}}fiber kablove i podmorske kablove za praćenje radne temperature i naprezanja savijanja, pa čak i za lociranje vrućih tačaka duž rute. U naftnoj i gasnoj i hemijskoj industriji, optički senzori za hvalujuće rešetke mogu biti spojeni ili ugrađeni u cjevovode za velike udaljenosti, posude pod pritiskom i rezervoare za skladištenje radi praćenja anomalija vezanih za pritisak, naprezanje i curenje-. Budući da vlakno nije-provodljivo, otporno na koroziju-i sposobno za-prenos na velike udaljenosti, prirodno je pogodno za visok-napon, visoku{{14}temperaturu, jak EMI i eksplozivna okruženja.
FBG Fiber Bragg Grating senzor naspram tradicionalnog električnog senzora
U poređenju s tradicionalnim električnim senzorima kao što su mjerači otpora, termoparovi i pretvarači tipa napon/struja-, FBG Fiber Bragg Grating senzor ima jednu suštinsku razliku: koristi talasnu dužinu umjesto napona ili otpora kao signala. Njegove glavne prednosti su:
- Jake anti-smetnje – signal se prenosi svjetlom u optičkom vlaknu i imun je na elektromagnetne smetnje, idealan za visoko-naponske i jake-EM okruženja;
- Multi-multipleksiranje sa više-tačaka na duge udaljenosti – mnogo različitih-talasnih senzora optičkih hvalnih vlakana može se kaskadno povezati na jedno vlakno i dijeliti jedan ispitivač, pogodan za-daljinsko praćenje-nadgledanja na više tačaka;
- Sigurnost i izolacija – samo vlakno nije-provodljivo i bez varnica-, pogodno za eksplozivne atmosfere;
- Dugoročna-stabilnost i otpornost na okolinu – uz odgovarajuće pakovanje, Fiber Bragg rešetka može godinama raditi u vlažnim, korozivnim ili radijacijskim okruženjima.
Naravno, Fiber Bragg rešetka nije "savršena u svakom pogledu": pojedinačni senzori su obično skuplji od jednostavnih električnih mjerača, sustav zahtijeva namjenski optički ispitivač, a loša instalacija ili pakovanje može naštetiti prijenosu naprezanja i preciznosti. U mnogim projektima, razumniji pristup je tretirati optičku hvalu rešetku kao rješenje za srednje- do velike-nadzor, više-tačaka, visoku{4}}pouzdanost, koje se koristi u kombinaciji sa tradicionalnim električnim senzorima umjesto pokušaja da se sve zamijeni.
Od komunikacionih kablova do senzorskih kablova: kako se FBG Fiber Bragg rešetka odnosi na optičke kablove
U osnovi, optička hvalna rešetka je samo nekoliko centimetara modificiranog vlakna-ali da bi radila u stvarnim projektima, mora biti povezana desetinama ili stotinama metara optičkog kabla i optičkom mrežom. Ukratko: Fiber Braggova rešetka je napisana na vlaknu, nosi se u kablu i radi na optičkoj mreži.
Na kojim vlaknima je napisana FBG Fiber Bragg rešetka?
Većina optičkih uređaja za pohvalne rešetke je napisana na standardnim jednomodnim-modnim vlaknima (npr. G.652D, G.657 savijanje-neosjetljivi) zbog niskih gubitaka, razumne cijene i dobre kompatibilnosti sa komunikacionim sistemima. Za čvršće krivine ili gusto postavljanje unutrašnjeg/zavjesnog zida, poželjno je vlakno-neosjetljivo na savijanje; u teškim okruženjima mogu se koristiti specijalna vlakna, ali logika je uvijek: odaberite pravo vlakno za okolinu, a zatim upišite optičku bragg rešetku gdje je potrebno.
Senzorni kabel u odnosu na komunikacijski kabel
I senzorski i komunikacijski kablovi imaju vlakna, čvrste elemente i omote, ali se fokusiraju na različite stvari. Komunikacioni kablovi imaju za cilj male gubitke i robusnost, pokušavajući da izoluju vlakno od spoljašnjih mehaničkih uticaja. Senzorni kablovi ne samo da moraju preživjeti, već i omogućiti da se strukturna deformacija efikasno prenese na optičku bragg rešetku, tako da dizajn može podesiti labavu-strukturu cijevi, dodati metalne/FRP nosače ili vezne slojeve, a ponekad i pomiješati "senzorna vlakna" sa "čistim prijenosnim vlaknima" u jednom kablu.
Šta se nalazi u kompletnom lancu senzora FBG Fiber Bragg Grating?
Tipičan lanac uključuje: (1) prednje-senzore sa upakovanim optičkim vlaknima za pohvalu (naprezanje, temperatura, sila kabla, itd.); (2) kablovi za prenos od konstrukcije do prostorije slabe struje ili opreme; (3) ispitivač plus softver za demodulaciju, skladištenje i alarme. U većim sistemima, između njih se dodaju optički razdjelnici, patch paneli i zatvarači za spajanje{7}}standardni telekom hardver-.
Zašto je kvalitet vlakana i kablova važan za dugoročnu-stabilnost
Iako je "pametni dio" FBG Fiber Bragg Grating sistema ispitivač i softver,-dugoročna stabilnost uglavnom zavisi od osnovnog kvaliteta vlakana i kablova. Ako su čvrstoća vlakana, performanse mikro-savijanja ili starenje premaza slabi, ili ako kabel ima slabu otpornost na zatezanje/savijanje/temperaturu, problemi će se kasnije pokazati kao veći gubitak i odstupanje mjerenja. Odabir pouzdanih vlakana i kablova, te njihovo usklađivanje sa realnim okruženjem za usmjeravanje (unutrašnje/spoljašnje, tlo/zavjese/kablovi, itd.), je stoga ključ za postizanje stabilnog dugoročno-nadgledanja.
Šta je FBG Fiber Bragg Grating praćenje sile kabla i koji problem rešava?
FBG Fiber Bragg Grating praćenje sile kabla podrazumeva instaliranje Fiber Bragg Grating senzora na kablove, merenje naprezanja kabla u realnom vremenu i pretvaranje u napetost kabla. Osnovni inženjerski problem kojim se bavi je: sila kabla na ključnim elementima ne može se samo jednom proveriti tokom naprezanja – ona mora biti vidljiva i tačna tokom celog radnog veka, posebno za staklene zavese koje su veoma osetljive na deformaciju i pomeranje.
Staklene zavjese i prednapregnuti kablovi s nosačem{0}}
U staklenim zavjesama-podržanim i kablovskim-mrežnim zidovima, nekoliko prednapregnutih čeličnih kablova "visi" staklene panele sa glavne konstrukcije. Ovi kablovi i nose opterećenje i kontrolišu ukupnu stabilnost i deformaciju. Da bi se linija fasade i pomak održali u granicama pod vlastitom-težinom, vjetrom i temperaturom, tokom instalacije primjenjuje se definisana početna sila kabla, a da li ova sila ostaje u razumnom rasponu u radu je kritična za sigurnost i udobnost.
Zašto je potrebno{0}}dugotrajno praćenje sile kabla zavjese
Sila kabla nije konstantna. Vremenom će opuštanje materijala, klizanje sidra, promjene temperature i sekundarna strukturna deformacija uzrokovati da se on udalji od projektirane vrijednosti. Ekstremni vjetar, građevinska opterećenja ili lokalna oštećenja mogu dovesti do nenormalne sile u nekim kablovima. Ako mjerite samo jednom prilikom završetka ili prihvatanja, teško je otkriti srednjo- do dugotrajni- gubitak sile ili neravnotežu, što se na kraju može pokazati kao pucanje stakla, oštećenje spojeva ili prekomjerna-iz-ravnina deformacije fasade.
Tradicionalne metode ispitivanja sile kabla i njihova ograničenja
Tradicionalne metode uključuju metod vibracije, tri-savijanje (mjerač lučne sile) i hidraulički mjerač. Metoda vibracija zaključuje snagu kabla iz prirodne frekvencije, ali je osjetljiva na granične uvjete, temperaturu i smetnje. Savijanje u tri{3}}tačke se oslanja na geometrijsku krutost i otklon, sa velikim zahtjevima za prostorom i nejasnim pretpostavkama o aksijalnoj krutosti/graničnim. Hidraulični mjerači su praktični tokom naprezanja, ali su u suštini građevinski alati i ne mogu ostati na konstrukciji za dugotrajno-online praćenje. Sve u svemu, ove metode ili nisu prikladne za trajnu primjenu, ili nisu dovoljno automatizirane da obezbijede kontinuirane podatke{7}}o historiji vremena.
Prednosti i izazovi upotrebe FBG Fiber Bragg rešetke za praćenje sile kabla
Ugradnjom FBG Fiber Bragg Grating senzora na kabl ili na komponente sa jasnim mehaničkim odnosom prema njemu, promene sile kabla mogu se pretvoriti u pomake talasne dužine i meriti sa velikom preciznošću na velikim udaljenostima i na više tačaka. Prednosti uključuju otpornost na elektromagnetne smetnje, multipleksiranje više tačaka na jednom vlaknu i jednostavnu integraciju sa postojećim optičkim kablom i infrastrukturom prostorija za opremu, koja se uklapa u složeno rutiranje i okruženje zavjesnih zidova. Izazovi leže u osiguravanju pouzdanog mehaničkog spajanja bez oštećenja kabla, dizajniranju ambalaže sa dovoljno osjetljivosti, ali niskom greškom izazvanom instalacijom-i uravnotežavanju troškova opreme/ispitivača sa veličinom projekta.
Ključni inženjerski zahtjevi za sistem nadzora sile kabla
Sa inženjerske tačke gledišta, "dobar" sistem za praćenje sile kabla bi trebao: precizno mjeriti (dobra preciznost i ponovljivost), vidjeti punu sliku (zabilježiti promjene tokom vremena), trajati dugo (stabilan na otvorenom), malo ometati (biti što je moguće ne-nametljiv za kabl i fasadu) i biti održavan (senzori/prednji dijelovi se mogu zamijeniti kada je potrebno pregledati ili zamijeniti kraj). FBG Fiber Bragg Grating praćenje sile kabla je atraktivno jer, sa dobro-dizajniranim vanjskim stezaljkama i senzorskim kablovima, nudi praktičan kompromis između ovih zahtjeva.
Eksterno montiran FBG Fiber Bragg senzor sile kabla sa rešetkom: princip i konstrukcijski dizajn
Ideja je jednostavna: mala stezaljka je pričvršćena na kabl, a unutar te stezaljke nalazi se kratki komad vlakna sa FBG Fiber Bragg rešetkom. Kada je kabel opterećen, njegovo sićušno izduženje se prenosi kroz stezaljku na bragg rešetku optičkih vlakana, uzrokujući promjenu reflektirane valne dužine. Ispitivač čita ovaj pomak talasne dužine i pretvara ga u silu kabla. Sam kabl nije potrebno rezati, bušiti ili zavarivati.
Princip mjerenja zasnovan na{0}}principu
Pristup zasnovan na{0}}pristupanju koristi posebno dizajniranu metalnu ili legiranu stezaljku koja se montira na kabl tako da se deformiše zajedno sa kablom. FBG Fiber Bragg rešetka je zalijepljena na mjesto-osjetljivog na naprezanje ove stezaljke. Kada se sila kabla promeni, stezaljka se rasteže ili stisne; visokonapregnuta-osetljiva optička bragg rešetka "snima" ovu deformaciju kao pomak talasne dužine, omogućavajući tako indirektno merenje sile kabla.
Strukturne karakteristike eksterno montiranih/stezaljki-na FBG Fiber Bragg Griting senzor sile kabla
Tipičan eksterno montiran (stezaljka{0}}na) senzor se sastoji od tri dijela: tijela stezaljke u kontaktu sa kablom, unutrašnjeg elastičnog elementa{1}}nosivog opterećenja i vlakna FBG Fiber Bragg rešetke pričvršćenih ili zavarenih na njega. Cijela jedinica je napravljena kao podijeljena obujmica ili obujmica koja se može otvoriti i postaviti oko kabla, a zatim zaključati vijcima ili rezama-nema potrebe za sečenjem kabla ili demontažom ankera. Ključni cilj dizajna je da se čvrsto stegne bez značajnog mijenjanja prvobitnog stanja sile kabla.
Ključni faktori koji utiču na tačnost merenja: osetljivost, greška instalacije, prenos deformacije
Ne ulazeći duboko u formule, najvažnije su tri tačke:
Osetljivost – promene sile kabla moraju biti dovoljno „pojačane“ da bi Fiber Bragg rešetka jasno detektovala;
Prenos naprezanja – stvarnu deformaciju kabla treba što potpunije preneti na FBG Fiber Braggovu rešetku;
Greška pri instalaciji – labavost, klizanje ili neravnomjerno pred{0}}zatezanje tokom instalacije treba svesti na minimum.
Strukturni dizajn vanjskog montiranog senzora je u suštini balans između ova tri, osiguravajući da optička bragg rešetka "osjeti" silu kabla bez oštećenja kabla ili stvaranja dodatnih koncentracija naprezanja.
Prednosti eksterne instalacije za izgradnju i održavanje zavesnih zidova
U poređenju sa ugrađenim rješenjima ili rezanjem/urezivanjem/zavarivanjem direktno na kablu, FBG Fiber Bragg Grating senzor sile kabla nudi tri glavne prednosti: ne-destruktivan, jednostavan za instalaciju i zamjenjiv. Ponaša se kao dodatak-dodatkom: može se ugraditi u kasnijim fazama izgradnje zida zavjese ili čak tokom rada; kada je potrebna inspekcija ili ponovna kalibracija, senzor se može ukloniti i zamijeniti bez dodirivanja samog kabela. Ovo minimizira uticaj na konstrukciju fasade i izbegava "teške" promene originalnog sistema sile kabla, bolje ispunjavajući praktične zahteve za bezbednost i mogućnost održavanja.
Studija slučaja: eksterno montirani FBG Fiber Bragg Griting senzori sile kabla na staklenim zidovima zavese
U posebnom članku o studiji slučaja koristimo projekat staklenog zida zavjese kao vozilo za sistematsko rješavanje inženjerske primjene eksterno montiranih FBG Fiber Bragg Griting senzora sile kabla. U članku se prvo razmatra razvoj-zavjesnih zidova s potporom za kablove i ograničenja tradicionalnih metoda mjerenja sile kabla, a zatim upoređuje prednosti i nedostatke različitih strategija rasporeda hvalnih rešetki s optičkim vlaknima koje su predložili Zheng R, Wang Xuezhe, Sun Xiao i Tang Jun. Na osnovu stvarnog projekta, dalje{3} predstavlja eksternu šemu visokog senzora za kablove Fiber Bragg Grating princip zasnovan na uređajima-i provjerava njegovu tačnost, stabilnost i konstruktivnost putem podataka o sili kabla prikupljenih tokom faze izgradnje. Studija slučaja jasno pokazuje da, bez oštećenja kablova ili značajnog mijenjanja originalne fasadne strukture, vanjski ugrađeni Fiber Bragg Grating senzori mogu poslužiti kao -precizno rješenje koje se može održavati za praćenje sile kabla, pružajući repliciran inženjerski put za zidove zavjese s kabelom-i slične strukture kablova.
Rad sa proizvođačima kablova / sistem integratorima: od FBG Fiber Bragg Grating senzora do kompletnih rešenja
Koji proizvodi od vlakana i kablova su potrebni?
Praktični sistem za praćenje sile kabla sa Bragg rešetkom sa optičkim vlaknima uglavnom zahteva tri stvari: (1) senzorsko vlakno sa Fiber Bragg rešetkom, (2) optičke kablove za sensing/feeder, (3) standardne komunikacione kablove i patch kablove u stalak. Stezaljka-na senzoru koristi kratka senzorska vlakna ili mali specijalni kabl, rute za izgradnju koriste unutrašnje/spoljašnje kablove, au kućištu je sve završeno standardnim krpljenjem. Za dobavljače kablova, to je u suštini reorganizacija postojećih proizvoda duž "senzirne veze" umesto samo "komunikacijske veze".
Od fasade i krova do slabe-trenutne prostorije
U projektima zidova zavjesa, optička staza obično ide od fasade i krova, preko ulazne tačke u zgradu, niz šahtove do prostorije sa slabo-tokom. Obično: vanjski-kabl na fasadi/krovu → kroz kanale ili nosače u zgradu → prelazak na unutrašnjiLSZH/usponski kablniz uspon u sobu sa opremom. Proizvođači optičkih kablova i sistemski integratori mogu zajedno-dizajnirati ovu potpunu rutu "od senzora do stalka", smanjujući kasniju koordinaciju između civilnog, fasadnog i MEP-a.
Integracija sa kabliranjem zgrada i data centrima
Ispitivač sa optičkim bragg rešetkama smješten je u prostoriji sa slabom-opremom, a njegovi podaci idu u BMS, sigurnosne ili data centar servere. Ovaj korak može ponovo koristiti postojeće kablove od vlakana u zgradi, ODF/patch panele,MPO/MTP trankoviidata centarinfrastruktura: podaci za praćenje ulaze u mrežu preko Etherneta/sabirnice polja, a zatim se agregiraju i vizualiziraju na višim-slojima ili platformama u oblaku. Dakle, praćenje Fiber Bragg Grating postaje samo još jedan izvor podataka u digitalnim operacijama zgrade, a ne samostalni{2}}sistem ostrva.
Uloga optičkih i kablovskih kompanija
Kompanije za optička vlakna i kablove ne moraju same da grade ispitivače ili senzore sa Fiber Bragg Grating. Njihove ključne uloge su: obezbjeđivanje pravih vlakana/kablova za senzor i komunikaciju, te rad sa dobavljačima i integratorima FBG Fiber Bragg rešetke za isporuku kraj-do- optičkog puta od strukture do stalka. Ovo im omogućava da pređu sa obične prodaje kablova na ponudu optičke infrastrukture za nadzor zdravlja konstrukcija, pametnih zgrada i pametne infrastrukture.
FAQ: Uobičajena pitanja o FBG Fiber Bragg rešetkama i praćenju sile kabla
Koja je razlika između Fiber Bragg Grating senzora i običnih mjerača otpornosti?
FBG Fiber Bragg Grating senzori koriste talasnu dužinu kao signal i prenose ga u optičko vlakno, tako da su imuni na elektromagnetne smetnje i mogu raditi na velikim udaljenostima sa više tačaka na jednom vlaknu. Otporni mjerači naprezanja koriste promjenu otpora, ožičenje je kraće i jeftinije po tački, ali sposobnost protiv-smetanja i skalabilnost za dugo-udaljenost, praćenje više-tačaka su slabiji.
Koliko FBG Fiber Bragg Grating senzora može biti napisano na jednom vlaknu? Hoće li se međusobno miješati?
Jedno vlakno može nositi desetine senzora Fiber Bragg Grating u seriji, sve dok svaki ima različitu središnju valnu dužinu i spektri se ne preklapaju. Ispitivač ih razdvaja po talasnoj dužini, tako da pod pravilnim planiranjem talasnih dužina neće interferirati jedni s drugima.
Koju opremu uključuje tipičan sistem za praćenje sile kabla sa Fiber Bragg rešetkom?
Obično vam je potrebno:
Senzori sile kabla za Braggovu rešetku (stezaljke-ili drugi oblici),
Optički kablovi i patch kablovi od senzora do sobe sa opremom,
Ispitivač sa optičkim bragg rešetkama,
Prikupljanje podataka / softver (PC, BMS, SCADA ili cloud platforma) za prikaz, skladištenje i alarme.
Ako projekat zida sa zavesom već ima komunikacione optičke kablove, da li je i dalje potreban poseban FBG Fiber Bragg Grating kabl za senzor?
Tehnički gledano, signali optičke hvalne rešetke mogu raditi na rezervnim jednomodnim-modnim vlaknima u postojećim komunikacijskim kablovima. Da li će ih ponovo koristiti ili položiti poseban senzorski kabel ovisi o usmjeravanju, dostupnosti rezervnih vlakana i zahtjevima za izolacijom: za kritično praćenje, mnogi vlasnici preferiraju namjenski put vlakana radi jasnoće i pouzdanosti.
Kako se trošak praćenja sile kabla FBG Fiber Bragg Grating može usporediti s tradicionalnim metodama?
Za jedno-testiranje, tradicionalni alati (metoda vibracija, hidraulični mjerač, itd.) su obično jeftiniji. Ali za dugotrajno-nadgledanje sa više-tačaka na mreži, optička hvalna rešetka-iako je za to potreban ispitivač i veća početna ulaganja-mogu smanjiti-rad na licu mjesta i ponovljena testiranja, i često postaju isplativiji-u toku cijelog životnog ciklusa.
Koliki je vijek trajanja senzora FBG Fiber Bragg Grating? Je li održavanje/zamjena laka?
Sama rešetka je ispisana staklenim vlaknima i može trajati mnogo godina; stvarni vijek trajanja je uglavnom ograničen pakiranjem i okruženjem za ugradnju (korozija, zaptivanje, mehanička oštećenja). Eksterno montirani senzori sile kabla Bragg Grating sa vlaknima su dizajnirani da se mogu ukloniti i zameniti, tako da ako jedan pokvari, može se zameniti bez dodirivanja tela kabla.
Koji zahtjevi postoje za položaj ugradnje i izradu FBG Fiber Bragg Griting senzora sile kabla?
Senzore treba instalirati na reprezentativnim, ravnim, pristupačnim segmentima kablova, dalje od ankera i složenih spojeva gde je to moguće. Tokom ugradnje, obujmica mora biti ravnomjerno zategnuta, izbjegavati klizanje ili oštećenje kabela, a vlakno ne smije biti oštro savijeno; nakon instalacije, dobra je praksa napraviti nekoliko očitavanja ili test malog opterećenja kako biste potvrdili stabilne, ponovljive vrijednosti.