Ako inžinier v odbore by som sa rád podelil o niekoľko praktických poznatkov o FBG Fiber Bragg Grating,-ako to funguje, na čo je dobré a kde sa hodí medzi komunikačné vlákno a snímacie vlákno. Počnúc jednoduchými základmi a končiac skutočným prípadom monitorovania sily predpätého kábla v sklenených závesných stenách, tento článok vám pomôže rýchlo pochopiť, ako možno použiť externe namontované snímače FBG Fiber Bragg Grating na presné, dlhodobé-monitorovanie a{3}}nerušivým spôsobom.
Čo je vláknitá Braggova mriežka?
FBG Fiber Bragg Griting je krátka časť jadra optického vlákna, kde sú zapísané periodické prúžky indexu lomu, takže tento kus vlákna silne odráža iba jednu špecifickú vlnovú dĺžku a prepúšťa všetky ostatné vlnové dĺžky. Stále vyzerá ako obyčajné jedno-režimové vlákno, ale funguje ako malé vlnové{2}} selektívne zrkadlo, ktoré možno použiť na optické filtrovanie v komunikácii a na premenu napätia/teploty na posuny vlnovej dĺžky pri snímaní.
Základná koncepcia mriežky FBG Fiber Bragg
Vláknová Braggova mriežka je v podstate periodická modulácia indexu lomu napísaná pozdĺž jadra vlákna, zvyčajne pomocou UV lasera a fázovej masky. Pri prechode širokopásmového svetla sa silne odrazia iba vlnové dĺžky, ktoré spĺňajú podmienku mriežky, takže odrazená stredná vlnová dĺžka môže byť považovaná za čitateľný „štítok“ na komunikáciu alebo snímanie.
Princíp činnosti (Braggov stav a odrazová vlnová dĺžka)
Správanie Braggovej mriežky z optických vlákien sleduje Braggovu podmienku λ_B=2 n_eff Λ, kde λ_B je odrazená vlnová dĺžka, n_eff efektívny index lomu a Λ perióda mriežky. Vonkajšie napätie a teplota mierne menia n_eff a Λ, čo spôsobuje malé, ale merateľné posuny v λ_B, čo je fyzikálny základ snímania braggovej mriežky z optických vlákien.
Vzťah a rozdiely s bežným optickým vláknom
Mriežka z optických vlákien nie je nový materiál, ale lokálna štrukturálna modifikácia na štandardnom vlákne: rovnaké sklo a priemer, len niekoľko milimetrov až centimetrov jadra sú periodicky modulované. Obyčajné vlákno poskytuje hlavne nízky-stratový prenos, zatiaľ čo segment Fiber Bragg Griting sa stáva úzkopásmovým reflexným optickým zariadením-skutočným snímacím prvkom-prepojeným zvyškom vlákna ako prenosovou cestou.
Bežné typy mriežky FBG Fiber Bragg
Medzi bežné typy mriežkových mriežok FBG Fiber Bragg patria rovnomerné mriežky (konštantná perióda, jeden úzky vrchol odrazu), cvrlikavé mriežky (rôzna perióda, širokopásmový odraz pre rozptyl alebo široko{0}}rozsahovú odozvu) a mriežkové polia (viacnásobné mriežky s rôznymi stredovými vlnovými dĺžkami v jednom vlákne) pre vlnové{1}}multiplexné multisenzory{2}.
Kľúčové výkonové parametre mriežky FBG Fiber Bragg
Kľúčovými parametrami mriežky z optických vlákien sú odrazová vlnová dĺžka, šírka pásma, odrazivosť a citlivosť. Pri snímaní nám záleží hlavne na tom, ako presne sa dá vlnová dĺžka lokalizovať (úzka šírka pásma, dobrá odrazivosť) a ako silne reaguje na napätie a teplotu, spolu s dlhodobou-stabilitou a odolnosťou proti únave, ktoré určujú, či je zariadenie vhodné na skutočné technické použitie.
Na čo sa používa mriežka FBG Fiber Bragg? – Typické aplikácie od komunikácie po snímanie
Najväčšou vlastnosťou mriežky z optických vlákien je, že je to obojeoptický filtera asnímací prvok. Pokiaľ využívame jeho dve kľúčové vlastnosti-odzrkadľuje iba konkrétnu vlnovú dĺžku a táto vlnová dĺžka sa mení, keď sa mení prostredie-, môžeme navrhovať mnoho druhov aplikácií. Prvýkrát bol použitý v optických komunikačných systémoch na filtrovanie, delenie vlnovej dĺžky a kompenzáciu disperzie; neskôr si inžinieri uvedomili, aká je citlivá na napätie a teplotu, a stala sa základnou technológiou snímania v štrukturálnom monitorovaní zdravia, energetike, káblovom a potrubnom priemysle.
FBG Fiber Bragg Griting v komunikácii: filtrovanie, WDM a kompenzácia disperzie
V optických komunikačných systémoch jedno vlákno často prenáša veľa kanálov vlnových dĺžok súčasne, takže musíme presne „vybrať“ jednu alebo niekoľko vlnových dĺžok alebo s niektorými vlnovými dĺžkami zaobchádzať inak. Ako úzkopásmový reflektor je vláknová Braggova mriežka ideálna ako optický filter: širokopásmové svetlo ide dovnútra, odrazí sa len malý pás okolo Braggovej vlnovej dĺžky a zvyšok prejde. Kaskádovaním viacerých zariadení s mriežkovou mriežkou z optických vlákien s rôznymi stredovými vlnovými dĺžkami môžeme realizovaťWDM/DEMUXa oddeľte kanály podľa vlnovej dĺžky; Zariadenia s chrumkavými optickými mriežkami poskytujú širokopásmový odraz a možno ich použiť na kompenzáciu rozptylu na dlhých spojeniach. V komunikáciách sa Fiber Bragg Griting správa ako pasívny optický komponent, podobne ako filtre, mriežky a WDM moduly.
FBG vláknová braggova mriežka pri snímaní: napätie, teplota, tlak a vibrácie
Keď presunieme naše zameranie z „filtrovania“ na „posun vlnovej dĺžky“, FBG Fiber Bragg Griting sa stane vysoko{0}}presným snímačom. Vonkajšie napätie (napätie/stlačenie) mení dĺžku vlákna a index lomu a teplota ovplyvňuje aj Braggovu vlnovú dĺžku prostredníctvom tepelnej rozťažnosti a termo{2}}optických efektov, takže sledovaním odrazenej vlnovej dĺžky v reálnom čase môžeme odvodiť napätie a teplotu. S vhodnou mechanickou konštrukciou a balením môže mriežka z optických vlákien tiež nepriamo merať tlak, zaťaženie, zrýchlenie a vibrácie-, napríklad tak, že sa spojí s nosníkmi, doskami, výstužou alebo ložiskami, alebo sa vloží do elastických prvkov, takže z drobných deformácií sa posunú vlnové dĺžky. V porovnaní s tradičnými elektrickými snímačmi umožňuje snímanie vláknovej Braggovej mriežky zapísať mnoho mriežok v sérii na jedno vlákno, čo umožňuje viac-bodové alebo kvázi{7}}rozložené meranie pozdĺž čiary.
FBG Fiber Bragg Griting pri monitorovaní zdravotného stavu konštrukcie (SHM): mosty, tunely, veterné turbíny, budovy
V monitorovaní zdravotného stavu štruktúry sa FBG vláknité mriežkovanie stalo veľmi vyspelou technickou cestou. Typické aplikácie zahŕňajú monitorovanie sily káblov mostných káblov a závesov (umiestňovanie mriežky z optických vlákien na kábel, kotvu alebo vyhradenú silomer na sledovanie napätia kábla v priebehu času), monitorovanie deformácie obloženia a konvergencie v tuneloch a konštrukciách metra (umiestňovanie snímačov napätia mriežky z optických vlákien na obloženia alebo kruhové tyče), dlhodobé monitorovanie namáhania a vibrácií na lopatkách veternej turbíny a online monitorovanie{1} síl a upozornení na únavu a únavu posuny v kľúčových prvkoch, spojoch a kábloch-výškových budov, priestorových nosníkov a sklenených závesových stien. Tu Fibre Bragg Griting vyniká odolnosťou voči elektromagnetickému rušeniu,-prenosom na veľké vzdialenosti, viac{5}}bodovým multiplexovaním a vhodnosťou pre-dlhodobú vstavanú alebo skrytú inštaláciu.
FBG Fiber Bragg Gritting v energetike a priemyselných aplikáciách: napájanie, káble, potrubia
V energetickom a priemyselnom sektore hrá významnú úlohu aj mriežka FBG Fiber Bragg Grating. V energetických systémoch ho možno použiť na monitorovanie teploty vinutia transformátora, monitorovanie teploty prípojníc a monitorovanie stavu zariadení GIS, čím sa prekonáva zložitosť zapojenia a slabý výkon termočlánkov a RTD proti rušeniu vo vysokonapäťových- prostrediach. V káblových aplikáciách môže byť mriežka z optických vlákien zabudovaná alebo pripevnená k vysokonapäťovým káblom, káblom s hybridným napájaním{5}} a podmorským káblom, aby bolo možné monitorovať prevádzkovú teplotu a namáhanie v ohybe a dokonca aj lokalizovať hotspoty pozdĺž trasy. V ropnom, plynárenskom a chemickom priemysle môžu byť senzory s optickými mriežkami napojené na alebo zabudované do diaľkových -potrubí, tlakových nádob a skladovacích nádrží na monitorovanie tlaku, napätia a anomálií súvisiacich s únikom-. Keďže vlákno je ne-vodivé, odolné voči korózii{11}}a schopné prenosu na-diaľku, je prirodzene vhodné pre vysoké-napätie, vysoké-teploty, silné EMI a výbušné prostredia.
FBG Fiber Bragg Griting snímanie vs. tradičné elektrické snímanie
V porovnaní s tradičnými elektrickými snímačmi, ako sú odporové tenzometre, termočlánky a meniče napätia/prúdu{0}}, má snímanie FBG Fiber Bragg Griting jeden hlavný rozdiel: ako signál používa vlnovú dĺžku namiesto napätia alebo odporu. Jeho hlavné výhody sú:
- Silná ochrana-interferencie – signál je prenášaný svetlom v optickom vlákne a je odolný voči elektromagnetickému rušeniu, ideálne pre vysoko-napäťové a silné-elektromagnetické prostredia;
- Dlhé{0}}viacbodové multiplexovanie- – mnoho rôznych-senzorov s optickými vláknami s vlnovou dĺžkou môže byť kaskádovito usporiadaných na jednom vlákne a zdieľať jeden dotazovač, čo je vhodné na monitorovanie-viacerých bodov-na veľké vzdialenosti;
- Bezpečnosť a izolácia – samotné vlákno je ne-vodivé a bez iskier-, vhodné do výbušných prostredí;
- Dlhodobá-stabilita a odolnosť voči životnému prostrediu – so správnym balením môže vláknitá mriežka fungovať roky vo vlhkom, korozívnom alebo radiačnom prostredí.
Fiber Bragg Griting samozrejme nie je „dokonalý vo všetkých smeroch“: jednotlivé snímače sú zvyčajne drahšie ako jednoduché elektrické meradlá, systém vyžaduje špeciálny optický snímač a zlá inštalácia alebo balenie môže poškodiť prenos napätia a presnosť. V mnohých projektoch je rozumnejším prístupom zaobchádzať s mriežkou z optických vlákien ako s riešením pre stredné- až veľké{2}}diaľkové, viac{3}}bodové, s vysokou-spoľahlivosťou monitorovania, ktoré sa používa v kombinácii s tradičným elektrickým snímaním namiesto pokusu o nahradenie všetkého.
Od komunikačných káblov po snímacie káble: ako súvisí FBG Fiber Bragg Griting s optickými káblami
Jadrom mriežky z optických vlákien je len niekoľko centimetrov upraveného vlákna-, ale aby fungovala v reálnych projektoch, musí byť prepojená desiatkami alebo stovkami metrov optického kábla a optickej siete. Stručne povedané: Fiber Bragg Griting je napísaný na vlákne, prenášaný v kábli a beží v optickej sieti.
Na akom vlákne je napísané FBG Fiber Bragg Grating?
Väčšina zariadení s mriežkovou mriežkou z optických vlákien je napísaná na štandardnom jednorežimovom vlákne (napr. G.652D, G.657-necitlivom na ohyb) z dôvodu nízkej straty, primeraných nákladov a dobrej kompatibility s komunikačnými systémami. Pre užšie ohyby alebo hustejšie vedenie vnútorných/závesných stien sa uprednostňuje vlákno-necitlivé na ohyb; v drsnom prostredí možno použiť špeciálne vlákna, ale logika vždy znie: vyberte si správne vlákno pre dané prostredie a potom tam, kde je to potrebné, napíšte mriežku z optických vlákien.
Snímací kábel vs. komunikačný kábel
Snímacie aj komunikačné káble majú vlákno, silové prvky a plášte, ale zameriavajú sa na iné veci. Komunikačné káble sa zameriavajú na nízke straty a robustnosť, snažiac sa izolovať vlákno od vonkajších mechanických vplyvov. Snímacie káble musia nielen prežiť, ale musia tiež účinne preniesť štrukturálnu deformáciu na mriežku z optických vlákien, takže návrhy môžu upraviť voľnú-štruktúru rúrok, pridať kovové/FRP nosiče alebo spojovacie vrstvy a niekedy v jednom kábli zmiešať „snímacie vlákna“ s „čistými prenosovými vláknami“.
Čo je súčasťou kompletnej snímacej reťaze FBG Fiber Bragg Griting?
Typická reťaz obsahuje: (1) predné-senzory s mriežkou z optických vlákien (napätie, teplota, sila kábla atď.); (2) prenosové káble z konštrukcie do slaboprúdu alebo miestnosti so zariadením; (3) snímač plus softvér na demoduláciu, ukladanie a alarmy. Vo väčších systémoch sa medzi ne pridávajú optické rozdeľovače, prepojovacie panely a spojovacie -štandardný telekomunikačný hardvér-.
Prečo je kvalita vlákien a káblov dôležitá pre dlhodobú-stabilitu
Hoci „inteligentnou súčasťou“ systému FBG Fiber Bragg Grating je dopytovač a softvér, dlhodobá{0}} stabilita závisí najmä od základnej kvality vlákien a káblov. Ak je pevnosť vlákna, mikro-ohyb alebo starnutie povlaku slabé, alebo ak má kábel slabý ťah/ohyb/teplotnú odolnosť, problémy sa prejavia neskôr ako vyššia strata a posun merania. Výber spoľahlivých vlákien a káblov a ich prispôsobenie skutočnému prostrediu vedenia (vnútorné/vonkajšie, zem/závesná stena/kábel atď.) je preto kľúčom k dosiahnutiu stabilného dlhodobého-monitorovania.
Čo je monitorovanie sily kábla FBG Fiber Bragg Grating a aký problém rieši?
Monitorovanie sily kábla FBG Fiber Bragg Grating znamená inštaláciu snímačov Fiber Bragg Griting na káble, meranie napätia kábla v reálnom čase a jeho premenu na napätie kábla. Hlavný technický problém, ktorý rieši, je: silu kábla na kľúčových prvkoch nemožno skontrolovať len raz počas namáhania – musí byť viditeľná a presná počas celej životnosti, najmä pri sklenených závesných stenách, ktoré sú veľmi citlivé na deformáciu a posun.
Sklenené závesné steny-a predpäté káble
V sklenených závesných stenách s káblovými{0}}sieťami a káblovými{1}sieťami „visí“ niekoľko predpätých oceľových lán sklenené panely z hlavnej konštrukcie. Tieto káble prenášajú zaťaženie a kontrolujú celkovú stabilitu a deformáciu. Aby sa línia fasády a posunutie udržalo v rámci limitov pod vlastnou hmotnosťou, vetrom a teplotou, počas inštalácie sa aplikuje definovaná počiatočná sila kábla a to, či táto sila zostane v primeranom rozsahu pri prevádzke, je rozhodujúce pre bezpečnosť a pohodlie.
Prečo sila kábla závesnej steny potrebuje-dlhodobé monitorovanie
Sila kábla nie je konštantná. V priebehu času relaxácia materiálu, skĺznutie kotvy, zmeny teploty a sekundárna štrukturálna deformácia spôsobia, že sa odkloní od projektovanej hodnoty. Extrémny vietor, konštrukčné zaťaženie alebo miestne poškodenie môže viesť k abnormálnej sile v niektorých kábloch. Ak meriate iba raz pri dokončení alebo preberaní, je ťažké zistiť strednodobú až dlhodobú{4}} stratu sily alebo nerovnováhu, čo sa môže nakoniec prejaviť ako praskanie skla, poškodenie spojov alebo nadmerná-mimo{6}}deformácia fasády.
Tradičné metódy testovania sily káblov a ich obmedzenia
Medzi tradičné metódy patrí vibračná metóda, troj{0}}ohýbanie (oblúkový silomer) a hydraulické meradlo. Vibračná metóda odvodzuje silu kábla z vlastnej frekvencie, ale je citlivá na okrajové podmienky, teplotu a rušenie. Trojbodové ohýbanie závisí od geometrickej tuhosti a priehybu s vysokými požiadavkami na priestor a nejasnými predpokladmi osovej tuhosti/hraničných hodnôt. Hydraulické meradlá sú vhodné počas namáhania, ale sú v podstate konštrukčnými nástrojmi a nemôžu zostať na konštrukcii na dlhodobé-monitorovanie online. Celkovo možno povedať, že tieto metódy buď nie sú vhodné na trvalé nasadenie, alebo nie sú dostatočne automatizované na to, aby poskytovali nepretržité časové-údaje o histórii.
Výhody a výzvy používania FBG vláknovej braggovej mriežky na monitorovanie sily kábla
Namontovaním snímačov FBG Fiber Bragg Griting na kábel alebo na komponenty s jasným mechanickým vzťahom k nemu možno zmeny sily kábla previesť na posuny vlnovej dĺžky a merať s vysokou presnosťou na veľké vzdialenosti a vo viacerých bodoch. Medzi výhody patrí odolnosť voči elektromagnetickému rušeniu, multiplexovanie mnohých bodov na jednom vlákne a jednoduchá integrácia s existujúcim optickým káblom a infraštruktúrou miestnosti zariadení, ktorá vyhovuje zložitému smerovaniu a prostrediu závesných stien. Výzvy spočívajú v zabezpečení spoľahlivého mechanického spojenia bez poškodenia kábla, v navrhovaní obalu s dostatočnou citlivosťou, ale nízkou chybou spôsobenou inštaláciou- a vo vyvážení nákladov na zariadenie/vyzváňač s veľkosťou projektu.
Kľúčové technické požiadavky na systém monitorovania sily kábla
Z technického hľadiska by mal „dobrý“ systém na monitorovanie sily kábla: presne merať (dobrá presnosť a opakovateľnosť), vidieť úplný obraz (zachytávať zmeny v priebehu času), vydržať dlho (stabilný vonku), mal by narúšať (čo najmenej -zasahovať do kábla a fasády) a mal by byť udržiavateľný (snímače/predné{1}}časti je možné v prípade potreby skontrolovať alebo vymeniť). Monitorovanie sily kábla FBG Fiber Bragg Griting je atraktívne, pretože s dobre{3}}navrhnutými externými svorkami a snímacími káblami ponúka praktický kompromis medzi týmito požiadavkami.
Externe namontovaný snímač sily kábla FBG Fiber Bragg Grating: princíp a konštrukčné riešenie
Myšlienka je jednoduchá: na kábli je pripevnená malá svorka a vo vnútri svorky je krátky kúsok vlákna s mriežkou FBG Fiber Bragg. Keď je kábel zaťažený, jeho malé predĺženie sa prenesie cez svorku na mriežku z optických vlákien, čo spôsobí zmenu odrazenej vlnovej dĺžky. Snímač prečíta tento posun vlnovej dĺžky a prevedie ho na silu kábla. Samotný kábel nie je potrebné rezať, vŕtať ani zvárať.
Princíp merania-založený na svietidle
Prístup-založený na upevnení používa špeciálne navrhnutú kovovú alebo zliatinovú svorku namontovanú na kábli tak, aby sa deformovala spolu s káblom. Vláknová mriežka FBG je pripevnená v mieste tejto svorky citlivej na napätie-. Pri zmene sily kábla sa svorka natiahne alebo stlačí; mriežka z optických vlákien vysoko citlivá na napätie- „zaznamená“ túto deformáciu ako posun vlnovej dĺžky, čím umožňuje nepriame meranie sily kábla.
Konštrukčné prvky externe namontovaných/svoriek-na snímačoch sily kábla FBG Fiber Bragg Grating
Typický externe namontovaný (svorkou{0}}na) snímač sa skladá z troch častí: teleso svorky v kontakte s káblom, vnútorný elastický prvok nesúci záťaž- a vlákno FBG Fiber Bragg Griting, ktoré je naň pripevnené alebo privarené. Celá jednotka je vyrobená ako delená svorka alebo objímka, ktorú možno otvoriť a umiestniť okolo kábla, potom uzamknúť skrutkami alebo západkami-bez potreby prerezávania kábla alebo demontáže kotiev. Kľúčovým konštrukčným cieľom je pevné upnutie bez výraznej zmeny pôvodného silového stavu kábla.
Kľúčové faktory ovplyvňujúce presnosť merania: citlivosť, chyba inštalácie, prenos napätia
Bez toho, aby sme zachádzali hlboko do vzorcov, najdôležitejšie sú tri body:
Citlivosť – zmeny sily kábla musia byť dostatočne "zosilnené", aby ich mriežka Fiber Bragg jasne rozpoznala;
Prenos napätia – skutočná deformácia kábla by sa mala čo najúplnejšie preniesť na mriežku FBG Fiber Bragg;
Chyba inštalácie – uvoľnenie, pošmyknutie alebo nerovnomerné predbežné{0}}utiahnutie počas inštalácie by sa malo minimalizovať.
Konštrukčný dizajn externe namontovaného snímača je v podstate rovnováhou medzi týmito tromi, zaisťuje, že mriežka z optických vlákien „cíti“ silu kábla bez poškodenia kábla alebo vytvárania extra koncentrácie napätia.
Výhody vonkajšej inštalácie pre konštrukciu a údržbu predsteny
V porovnaní so vstavanými riešeniami alebo rezaním/drážkovaním/zváraním priamo na kábli ponúka externe namontovaný snímač sily kábla FBG Fiber Bragg Grating tri hlavné výhody: nedeštruktívny, ľahko sa inštaluje a je vymeniteľný. Chová sa ako doplnkové-príslušenstvo: môže byť inštalované v neskorších fázach konštrukcie obvodového plášťa alebo dokonca počas prevádzky; keď je potrebná kontrola alebo rekalibrácia, snímač možno vybrať a vymeniť bez toho, aby ste sa dotkli samotného kábla. Tým sa minimalizuje vplyv na konštrukciu fasády a predchádza sa „tvrdým“ zmenám pôvodného silového systému kábla, čím sa lepšie spĺňajú praktické požiadavky na bezpečnosť a udržiavateľnosť.
Prípadová štúdia: externe namontované káblové snímače sily FBG Fibre Bragg Griting na sklenených stenách
V samostatnom článku prípadovej štúdie používame projekt sklenenej opláštenia ako prostriedok na systematické vyriešenie inžinierskej aplikácie externe namontovaných snímačov sily káblov FBG Fiber Bragg Griting. Článok sa najskôr zaoberá vývojom káblových-závesových stien a obmedzeniami tradičných metód merania sily káblov, potom porovnáva výhody a nevýhody rôznych stratégií rozloženia mriežok z optických vlákien, ktoré navrhli Zheng R, Wang Xuezhe, Sun Xiao a Tang Jun. Na základe skutočného projektu ďalej predstavuje externú vysokú-schému snímača sily uchytenia kábla s použitím princípu uchytenia kábla F4. overuje svoju presnosť, stabilitu a konštruktívnosť prostredníctvom údajov o sile kábla zozbieraných počas fázy výstavby. Prípadová štúdia jasne ukazuje, že bez poškodenia káblov alebo podstatnej zmeny pôvodnej fasádnej štruktúry môžu externe namontované snímače Fibre Bragg Griting slúžiť ako vysoko presné a udržiavateľné riešenie na monitorovanie sily káblov, poskytujúce replikovateľnú inžiniersku cestu pre káblové-závesné steny a podobné káblové konštrukcie.
Spolupráca s výrobcami káblov / systémovými integrátormi: od snímania FBG Fiber Bragg Griting až po kompletné riešenia
Aké produkty z vlákien a káblov sú potrebné?
Praktický systém monitorovania sily kábla s mriežkou z optických vlákien potrebuje hlavne tri veci: (1) snímacie vlákno s mriežkou Fiber Bragg, (2) optické káble snímania/napájača, (3) štandardné komunikačné káble a prepojovacie káble do stojana. Svorka-na snímači využíva krátke snímacie vlákno alebo malý špeciálny kábel, trasy budov používajú vnútorné/vonkajšie káble a v skrini je všetko ukončené štandardnými záplatami. Pre predajcov káblov ide v podstate o reorganizáciu existujúcich produktov podľa „snímacieho spojenia“ namiesto iba „komunikačného spojenia“.
Od fasády a strechy až po slabé{0}}izby
V projektoch závesových stien optická dráha zvyčajne vedie od fasády a strechy cez vstupný bod budovy, dolu šachtami do miestnosti so slabým{0}}prúdom. Typicky: vonkajší-kábel na fasáde/streche → cez kanály alebo žľaby do budovy → prechod do interiéruĽSZH/stúpací kábelpo stúpačke do miestnosti s vybavením. Výrobcovia optických káblov a systémoví integrátori môžu spolu-navrhnúť túto úplnú trasu „od senzora k stojanu“, čím sa zníži neskoršia koordinácia medzi občianskym, fasádnym a MEP.
Integrácia s kabelážou budov a dátovými centrami
Snímač mriežky z optických vlákien je umiestnený v miestnosti so slabým{0}}prúdom/vybavením a jeho údaje idú na servery BMS, zabezpečenia alebo dátového centra. Tento krok môže opätovne použiť existujúcu kabeláž budov, ODF/patch panely,MPO/MTP kufreadátové centruminfraštruktúra: monitorovacie údaje vstupujú do siete cez Ethernet/fieldbus a následne sú agregované a vizualizované na vyššej{0}}vrstve alebo cloudových platformách. Monitorovanie Fiber Bragg Grating sa tak stáva len ďalším zdrojom údajov v digitálnych operáciách budovy, nie samostatným-ostrovným systémom.
Úloha optických a káblových spoločností
Fibre a káblové spoločnosti si nemusia sami zostavovať Fibre Bragg Griting vyšetrovače alebo senzory. Ich kľúčové úlohy sú: poskytovanie správnych vlákien/káblov na snímanie a komunikáciu a spolupráca s predajcami a integrátormi mriežok FBG Fiber Bragg Grating pri poskytovaní komplexnej optickej cesty od konštrukcie k stojanu. To im umožňuje prejsť od jednoduchého predaja káblov k ponúkaniu optickej infraštruktúry pre štrukturálne zdravotné monitorovanie, inteligentné budovy a inteligentnú infraštruktúru.
Často kladené otázky: Bežné otázky o mriežke FBG Fiber Bragg a monitorovaní sily kábla
Aký je rozdiel medzi snímačmi Fiber Bragg Griting a bežnými odporovými tenzometrami?
Senzory FBG Fiber Bragg Griting využívajú ako signál vlnovú dĺžku a prenášajú ho v optickom vlákne, takže sú odolné voči elektromagnetickému rušeniu a môžu pracovať na veľké vzdialenosti s mnohými bodmi na jednom vlákne. Odporové tenzometre využívajú zmenu odporu, kabeláž je kratšia a lacnejšia na bod, ale schopnosť odolávať -rušeniu a škálovateľnosť na dlhé-monitorovanie vo viacerých bodoch- je slabšia.
Koľko snímačov FBG Fiber Bragg Griting možno napísať na jedno vlákno? Budú si navzájom prekážať?
Jedno vlákno môže niesť desiatky snímačov Fiber Bragg Griting v sérii, pokiaľ má každý inú strednú vlnovú dĺžku a spektrá sa neprekrývajú. Snímač ich oddeľuje podľa vlnovej dĺžky, takže pri správnom plánovaní vlnovej dĺžky sa nebudú navzájom rušiť.
Aké vybavenie obsahuje typický systém sledovania sily kábla Fiber Bragg Grating?
Normálne potrebujete:
Snímače sily kábla vláknovej Braggovej mriežky (svorka{0}}alebo iné formy),
Optické káble a prepojovacie káble zo snímača do miestnosti s vybavením,
Vyšetrovač chvastavej mriežky z optických vlákien,
Zber údajov / softvér (PC, BMS, SCADA alebo cloudová platforma) na zobrazenie, ukladanie a alarmy.
Ak projekt závesnej steny už má komunikačné optické káble, je ešte potrebný samostatný snímací kábel FBG Fiber Bragg Griting?
Z technického hľadiska môžu signály z optických vlákien bežať na náhradných jednorežimových vláknach v existujúcich komunikačných kábloch. Či ich znova použiť alebo položiť samostatný snímací kábel, závisí od smerovania, dostupnosti náhradných vlákien a požiadaviek na izoláciu: pre kritické monitorovanie mnohí majitelia uprednostňujú vyhradenú trasu vlákna kvôli prehľadnosti a spoľahlivosti.
Aké sú náklady na monitorovanie sily kábla FBG Fiber Bragg Grating v porovnaní s tradičnými metódami?
Pri jednorazovom{0}}teste sú tradičné nástroje (metóda vibrácií, hydraulické meradlo atď.) zvyčajne lacnejšie. Ale na dlhodobé-viacbodové online monitorovanie{4}} môže optická mriežka{5}}vyžadovať vyšetrovateľ a vyššie počiatočné investície,-môže znížiť-námaha na mieste a opakované testovanie a často sa stáva nákladovo-efektívnejším počas celého životného cyklu.
Aká je životnosť snímačov FBG Fiber Bragg Grating? Je údržba/výmena jednoduchá?
Samotný rošt je napísaný zo sklenených vlákien a môže vydržať mnoho rokov; skutočná životnosť je obmedzená najmä balením a prostredím inštalácie (korózia, tesnenie, mechanické poškodenie). Externe namontované snímače sily kábla Fiber Bragg Griting sú navrhnuté tak, aby boli odnímateľné a vymeniteľné, takže ak jeden zlyhá, je možné ho vymeniť bez toho, aby ste sa dotkli tela kábla.
Aké sú požiadavky na polohu inštalácie a spracovanie snímačov sily káblov FBG Fiber Bragg Grating?
Snímače by mali byť inštalované na reprezentatívnych, rovných a prístupných segmentoch káblov, pokiaľ je to možné, ďaleko od kotiev a zložitých spojov. Počas inštalácie musí byť svorka utiahnutá rovnomerne, vyhnúť sa skĺznutiu alebo poškodeniu kábla a vlákno nesmie byť ostro ohnuté; po inštalácii je dobrým zvykom vykonať niekoľko meraní alebo malý záťažový test na potvrdenie stabilných, opakovateľných hodnôt.