Insinöörityön ammattilaisena haluaisin jakaa käytännön näkemyksiä FBG Fiber Bragg Gratingista-, miten se toimii, mihin se sopii ja mihin se sopii tietoliikennekuidun ja tunnistuskuidun väliin. Tämä artikkeli alkaa yksinkertaisista perusasioista ja päättyy todelliseen esijännitetyn kaapelin voiman valvontaan lasiverhoseinissä. Tämä artikkeli auttaa sinua ymmärtämään nopeasti, kuinka ulkoisesti asennettuja FBG Fibre Bragg Grating -antureita voidaan käyttää julkisivujen turvallisuuden tarkkailuun -pitkäaikaisesti ja häiritsemättä.
Mikä on Fiber Bragg -ritilä?
FBG Fiber Bragg -hila on optisen kuidun ytimen lyhyt osa, johon on kirjoitettu jaksolliset taitekerroinhapsut, joten tämä kuidunpala heijastaa voimakkaasti vain yhtä tiettyä aallonpituutta ja päästää kaikki muut aallonpituudet kulkemaan. Se näyttää edelleen tavalliselta yksimuotokuidulta, mutta toimii pienenä aallonpituuden-selektiivisenä peilinä, jota voidaan käyttää optiseen suodatukseen viestinnässä ja jännityksen/lämpötilan muuntamiseen aallonpituussiirtymiksi tunnistuksessa.
FBG Fibre Bragg -ritilän peruskonsepti
Fiber Bragg -hila on pohjimmiltaan jaksollinen taitekerroinmodulaatio, joka on kirjoitettu pitkin kuituydintä, yleensä käyttämällä UV-laseria ja vaihemaskia. Kun laajakaistavalo kulkee läpi, vain hilaehdot täyttävät aallonpituudet heijastuvat voimakkaasti, joten heijastunutta keskiaallonpituutta voidaan käsitellä luettavana "etikettinä" viestintää tai tunnistusta varten.
Toimintaperiaate (Braggin kunto ja heijastuksen aallonpituus)
Kuituoptisen bragg-hilan käyttäytyminen noudattaa Braggin ehtoa λ_B=2 n_eff Λ, jossa λ_B on heijastunut aallonpituus, n_eff tehollinen taitekerroin ja Λ hilajakso. Ulkoinen jännitys ja lämpötila muuttuvat hieman n_eff ja Λ aiheuttaen pieniä, mutta mitattavia siirtymiä λ_B:ssä, joka on kuituoptisen bragg-hilan havaitsemisen fyysinen perusta.
Suhde ja erot tavalliseen valokuituun
Kuituoptinen bragg-ritilä ei ole uusi materiaali, vaan paikallinen rakennemuutos standardikuidulle: sama lasi ja halkaisija, vain muutamasta millimetristä senttimetriin ytimeen moduloitu ajoittain. Tavallinen kuitu tuottaa pääasiassa alhaisen-häviön siirron, kun taas Fiber Bragg Grating -segmentistä tulee kapeakaistainen heijastava optinen laite-todellinen anturielementti-, joka on yhdistetty muuhun kuituun siirtotieksi.
Yleisimmät FBG Fiber Bragg -ritilätyypit
Yleisiä FBG Fiber Bragg -hilatyyppejä ovat yhtenäiset hilat (vakiojakso, yksi kapea heijastushuippu), sirkutetut hilat (vaihteleva jakso, laajakaistainen heijastus dispersiota tai laajan -alueen vastetta varten) ja hilajärjestelmät (useita hilaa eri keskiaallonpituuksilla yhdessä kuidussa) aallonpituuden{1}{{}multipleksointiin.
FBG Fibre Bragg -ritilän tärkeimmät suorituskykyparametrit
Kuituoptisen bragg-hilan tärkeimmät parametrit ovat heijastuksen aallonpituus, kaistanleveys, heijastavuus ja herkkyys. Tunnistuksessa välitämme pääasiassa siitä, kuinka tarkasti aallonpituus voidaan paikantaa (kapea kaistanleveys, hyvä heijastavuus) ja kuinka vahvasti se reagoi rasitukseen ja lämpötilaan sekä pitkäaikaisen stabiilisuuden ja väsymyksen kestävyyteen, jotka määrittävät laitteen soveltuvuuden todelliseen tekniseen käyttöön.
Mihin FBG Fiber Bragg -ritilä käytetään? – Tyypillisiä sovelluksia viestinnästä tunnistustilaan
Kuituoptisen bragg-hilan suurin ominaisuus on, että se on sekäoptinen suodatinja aanturielementti. Niin kauan kuin hyödynnämme sen kahta keskeistä ominaisuutta-se heijastaa vain tiettyä aallonpituutta, ja tämä aallonpituus ajautuu ympäristön muuttuessa-voimme suunnitella monenlaisia sovelluksia. Sitä käytettiin ensimmäisen kerran optisissa viestintäjärjestelmissä suodatukseen, aallonpituuden jakoon ja dispersion kompensointiin; Myöhemmin insinöörit ymmärsivät, kuinka herkkä se on rasitukselle ja lämpötilalle, ja siitä on tullut keskeinen tunnistusteknologia rakenteellisen terveydentilan seurannassa, sähkö-, kaapeli- ja putkiteollisuudessa.
FBG Fiber Bragg -ritilä viestinnässä: suodatus, WDM ja dispersion kompensointi
Optisissa viestintäjärjestelmissä yksi kuitu kuljettaa usein useita aallonpituuskanavia samanaikaisesti, joten meidän on "valittava" tarkasti yksi tai useampi aallonpituus tai käsiteltävä joitain aallonpituuksia eri tavalla. Kapeakaistaisena heijastimena Fiber Bragg Grating on ihanteellinen optiseksi suodattimeksi: laajakaistavalo menee sisään, vain pieni kaista Braggin aallonpituuden ympärillä heijastuu ja loput kulkevat läpi. Kaskadittamalla useita kuituoptisia bragg-hilalaitteita eri keskiaallonpituuksilla voimme toteuttaaWDM/DEMUXja erota kanavat aallonpituuden mukaan; sirkutetut kuituoptiset bragg-hilalaitteet tarjoavat laajakaistaheijastuksen ja niitä voidaan käyttää dispersion kompensoimiseen pitkien linkkien yli. Viestityksessä Fiber Bragg Grating käyttäytyy passiivisena optisena komponenttina, kuten suodattimet, hilat ja WDM-moduulit.
FBG Fiber Bragg -ritilä tunnistamisessa: jännitys, lämpötila, paine ja tärinä
Kun siirrymme "suodattamisesta" "aallonpituuden ajautumiseen", FBG Fibre Bragg -ritilästä tulee erittäin{0}}tarkka anturi. Ulkoinen venymä (jännitys/puristus) muuttaa kuidun pituutta ja taitekerrointa, ja lämpötila vaikuttaa myös Braggin aallonpituuteen lämpölaajenemisen ja termo-optisten vaikutusten kautta, joten seuraamalla heijastuneen aallonpituutta reaaliajassa voimme päätellä venymän ja lämpötilan. Sopivan mekaanisen suunnittelun ja pakkauksen avulla kuituoptinen bragg-hila voi myös epäsuorasti mitata painetta, kuormitusta, kiihtyvyyttä ja tärinää-esimerkiksi kiinnittämällä se palkkeihin, laattoihin, raudoituspalkkiin tai laakereihin tai upottamalla sen elastisiin elementteihin, jolloin pienet muodonmuutokset muuttuvat aallonpituussiirtymiksi. Perinteisiin sähköantureihin verrattuna Fiber Bragg -hilan tunnistus mahdollistaa useiden ritilöiden kirjoittamisen sarjaan yhdelle kuidulle, mikä mahdollistaa monipisteen tai näennäis{7}}hajautetun mittauksen linjaa pitkin.
FBG Fiber Bragg -ritilä rakenteellisen terveydentilan seurannassa (SHM): sillat, tunnelit, tuuliturbiinit, rakennukset
Rakenteellisen terveydentilan seurannassa FBG Fiber Bragg Gratingista on tullut erittäin kypsä tekninen reitti. Tyypillisiä sovelluksia ovat sillan tukikaapeleiden ja ripustimien kaapelivoiman valvonta (kuituoptisen bragg-ritilän sijoittaminen kaapeliin, ankkuri tai erillinen punnituskenno kaapelin jännityksen seuraamiseksi ajan mittaan), vuorauksen muodonmuutos- ja konvergenssivalvonta tunneleissa ja metrorakenteissa (kuituoptisten bragg-hilan venymäanturien sijoittaminen vuorauksiin tai rengastankoihin), venymän ja tuulivoiman värähtelyn seurantaan. vikavaroitus ja pitkäaikainen online-seuranta-korkeiden rakennusten avainosissa, liitoksissa ja kaapeleissa, avaruusristikoissa ja lasiverhoseinissä. Tässä Fiber Bragg Grating erottuu edukseen sähkömagneettisten häiriöiden kestävyyden, pitkän-etäisyyden lähetyksen, monipistemultipleksoinnin ja soveltuvuuden pitkäaikaiseen-sulautettuun tai piilotettuun asennukseen ansiosta.
FBG Fiber Bragg -ritilä energia- ja teollisuussovelluksissa: voima, kaapelit, putkistot
Energia- ja teollisuussektorilla FBG Fibre Bragg -ritilä on myös tärkeä rooli. Tehojärjestelmissä sitä voidaan käyttää muuntajan käämien lämpötilan valvontaan, virtakiskojen lämpötilan valvontaan ja GIS-laitteiden kunnon valvontaan, jotta voidaan voittaa johdotuksen monimutkaisuus ja lämpöparien ja RTD-laitteiden huono häiriöntorjunta-korkeajänniteympäristöissä. Kaapelisovelluksissa kuituoptinen bragg-ritilä voidaan upottaa tai kiinnittää korkeajännitteisiin virtakaapeleihin, hybriditeho- Öljy- ja kaasuteollisuudessa sekä kemianteollisuudessa valokuituisia bragg-ritiläantureita voidaan liittää tai upottaa pitkän matkan putkiin, paineastioihin ja varastosäiliöihin paineen, muodonmuutosten ja vuotojen -poikkeamien tarkkailemiseksi. Koska kuitu on ei--johtavaa, korroosionkestävää{11}}ja pystyy siirtämään pitkiä{12}}etäisyyksiä, se soveltuu luonnollisesti korkeaan-jännitteeseen, korkeaan lämpötilaan, voimakkaaseen EMI- ja räjähdysalttiisiin ympäristöihin.
FBG Fiber Bragg -ritilätunnistin verrattuna perinteiseen sähköiseen anturiin
Verrattuna perinteisiin sähköisiin antureihin, kuten vastusvenymäantureihin, lämpöpareihin ja jännite/virta{0}}-tyyppisiin muuntimiin, FBG Fiber Bragg -hilan tunnistimella on yksi keskeinen ero: se käyttää signaalina aallonpituutta jännitteen tai resistanssin sijaan. Sen tärkeimmät edut ovat:
- Vahva anti-häiriö – signaali kulkee valon kautta optisessa kuidussa ja on immuuni sähkömagneettisille häiriöille. Ihanteellinen korkea-jännitteelle ja voimakkaalle{2}}EM-ympäristölle;
- Pitkän-etäisyyden,-monipistemultipleksointi – useita eri aallonpituisia kuituoptisia bragg-hilan antureita voidaan peräkkäin yhdistää yhteen kuituun ja jakaa yhden kyselylaitteen, mikä on kätevää pitkän-etäisyyden monipistevalvontaan;
- Turvallisuus ja eristys – kuitu itsessään on ei--johtavaa ja kipinöimätöntä-, sopii räjähdysvaarallisiin tiloihin.
- Pitkäkestoinen-vakaus ja ympäristön kestävyys – kunnollisella pakkauksella Fiber Bragg Grating voi toimia vuosia kosteissa, syövyttävissä tai säteilyolosuhteissa.
Fiber Bragg -ritilä ei tietenkään ole "kaikilta osin täydellinen": yksittäiset anturit ovat yleensä kalliimpia kuin yksinkertaiset sähkömittarit, järjestelmä vaatii erillisen optisen kyselylaitteen ja huono asennus tai pakkaus voi vahingoittaa jännityksen siirtoa ja tarkkuutta. Monissa projekteissa järkevämpi lähestymistapa on käsitellä kuituoptista bragg hilaa ratkaisuna keskipitkän- tai pitkän-etäisyyden, usean pisteen, korkean-luotettavuuden valvontaan, jota käytetään yhdessä perinteisen sähköisen tunnistuksen kanssa sen sijaan, että yritetään korvata kaikkea.
Tietoliikennekaapeleista tunnistuskaapeleihin: kuinka FBG Fiber Bragg -ritilä liittyy optisiin kaapeleihin
Kuituoptinen bragg-hila on ytimessä vain muutaman senttimetrin modifioitua kuitua{0}}mutta toimiakseen todellisissa projekteissa se on yhdistettävä kymmenien tai satojen metrien optisella kaapelilla ja optisella verkolla. Lyhyesti: Fiber Bragg Grating on kirjoitettu kuituun, kulkee kaapelissa ja toimii optisessa verkossa.
Mille kuidulle FBG Fiber Bragg Grating on kirjoitettu?
Useimmat kuituoptiset bragg-hilalaitteet on kirjoitettu tavalliselle yksimuotoiselle kuidulle (esim. G.652D, G.657 taivutus-herkkä), koska häviö on pieni, kustannukset ovat kohtuulliset ja yhteensopivuus tietoliikennejärjestelmien kanssa on hyvä. Tiukemmissa mutkissa tai tiiviissä sisä-/verhoseinien reitityksessä on suositeltavaa käyttää taivutukselle{7}}herkkää kuitua. ankarissa ympäristöissä voidaan käyttää erikoiskuituja, mutta logiikka on aina: valitse ympäristöön sopiva kuitu ja kirjoita sitten kuituoptinen bragg-hila tarvittaessa.
Tunnistuskaapeli vs. tietoliikennekaapeli
Sekä tunnistus- että tietoliikennekaapeleissa on kuitu-, vahvuus- ja vaippaelementit, mutta ne keskittyvät eri asioihin. Viestintäkaapelit pyrkivät pieniin häviöihin ja kestävyyteen yrittäen eristää kuidun ulkoisilta mekaanisilta vaikutuksilta. Anturikaapeleiden ei tarvitse vain selviytyä, vaan niiden on myös annettava rakenteelliset muodonmuutokset siirtyä tehokkaasti kuituoptiseen bragg-ritilään, joten mallit voivat säätää löysää-putken rakennetta, lisätä metalli-/FRP-kannattimia tai sidoskerroksia ja joskus sekoittaa "tunnistinkuituja" "puhtaisiin siirtokuituihin" yhdessä kaapelissa.
Mitä täydellisessä FBG Fibre Bragg Grating -anturiketjussa on?
Tyypillinen ketju sisältää: (1) etu-anturit, joissa on pakattu kuituoptinen bragg-hila (jännitys, lämpötila, kaapelin voima jne.); (2) siirtokaapelit rakenteesta heikko-virta- tai laitehuoneeseen; (3) kyselylaite sekä ohjelmisto demodulaatiota, tallennusta ja hälytyksiä varten. Suuremmissa järjestelmissä niiden väliin lisätään optisia jakajia, kytkentäpaneeleja ja liitossulkimia-standarditietoliikennelaitteistoa-.
Miksi kuitujen ja kaapelien laadulla on väliä-pitkän aikavälin vakaudelle?
Vaikka FBG Fibre Bragg Grating -järjestelmän "älykäs osa" on kyselylaite ja ohjelmisto, pitkäaikainen vakaus{0}} riippuu pääasiassa kuidun ja kaapelin peruslaadusta. Jos kuidun lujuus, mikro-taivutuskyky tai pinnoitteen vanheneminen ovat huonoja tai jos kaapelilla on heikko veto-/taivutus-/lämpötilankestävyys, ongelmat ilmenevät myöhemmin suurempana häviönä ja mittausvirheenä. Luotettavien kuitujen ja kaapeleiden valitseminen ja niiden sovittaminen todelliseen reititysympäristöön (sisä/ulko, maadoitus/verhoseinä/kaapeli jne.) on siksi avainasemassa vakaan pitkän ajan -valvonnan saavuttamiseksi.
Mikä on FBG Fiber Bragg Grating -kaapelin voimanvalvonta ja minkä ongelman se ratkaisee?
FBG Fiber Bragg -ritiläkaapelin voimanvalvonta tarkoittaa Fiber Bragg -ritilä-anturien asentamista kaapeleihin, kaapelin jännityksen mittaamista reaaliajassa ja sen muuntamista kaapelin jännitykseksi. Sen ratkaiseva tekninen ydinongelma on: avainelimiin kohdistuvaa kaapelivoimaa ei voida tarkistaa vain kerran jännityksen aikana – sen on oltava näkyvä ja tarkka koko käyttöiän ajan, erityisesti lasiverhoseinissä, jotka ovat erittäin herkkiä muodonmuutoksille ja siirtymille.
Kaapeli{0}}tuetut lasiverhoseinät ja esijännitetyt kaapelit
Kaapeli-tuetuissa ja kaapeli-verkkolasiverhoseinissä useita esijännitettyjä teräskaapeleita "roikkuu" lasipaneelit päärakenteesta. Nämä kaapelit molemmat kantavat kuormaa ja hallitsevat yleistä vakautta ja muodonmuutoksia. Julkisivulinjan ja siirtymän pitämiseksi omapainon, tuulen ja lämpötilan rajoissa asennuksen aikana käytetään määritettyä kaapelin alkuvoimaa. Turvallisuuden ja mukavuuden kannalta on tärkeää, että tämä voima pysyy kohtuullisella alueella.
Miksi verhoseinän kaapelin voimaa tarvitaan{0}}pitkäaikaista seurantaa
Kaapelin voima ei ole vakio. Ajan myötä materiaalin löystyminen, ankkurin luistaminen, lämpötilan muutokset ja toissijaiset rakenteelliset muodonmuutokset saavat sen ajautumaan pois suunnitteluarvosta. Äärimmäinen tuuli, rakennuskuormitus tai paikalliset vauriot voivat aiheuttaa epänormaalia voimaa joissakin kaapeleissa. Jos mittaat vain kerran valmistumisen tai hyväksymisen yhteydessä, keskipitkän- tai pitkäaikaisen-voimahäviön tai epätasapainon havaitseminen on vaikeaa, mikä voi lopulta ilmetä lasin halkeiluna, liitosvaurioina tai julkisivun liiallisena-po-tasomuodonmuutoksena.
Perinteiset kaapelivoiman testausmenetelmät ja niiden rajoitukset
Perinteisiä menetelmiä ovat tärinämenetelmä, kolmen{0}}pisteen taivutus (kaarivoimamittari) ja hydraulinen mittari. Tärinämenetelmä päättelee kaapelin voiman ominaistaajuudesta, mutta on herkkä rajaolosuhteille, lämpötilalle ja häiriöille. Kolmen-pisteen taivutus perustuu geometriseen jäykkyyteen ja taipumiseen, johon liittyy suuria tilavaatimuksia ja epäselviä aksiaalista jäykkyyttä/rajaoletuksia. Hydrauliset mittarit ovat käteviä rasituksen aikana, mutta ne ovat pohjimmiltaan rakennustyökaluja, eivätkä ne voi pysyä rakenteessa pitkäaikaista{5}}verkkoseurantaa varten. Kaiken kaikkiaan nämä menetelmät eivät joko sovellu pysyvään käyttöön tai ne eivät ole tarpeeksi automatisoituja tarjoamaan jatkuvaa aika{7}}historiatietoja.
FBG Fibre Bragg -ritilän käytön edut ja haasteet kaapelivoiman valvontaan
Asentamalla FBG Fibre Bragg -ritiläanturit kaapeliin tai komponentteihin, joilla on selkeä mekaaninen suhde siihen, kaapelin voimanmuutokset voidaan muuntaa aallonpituussiirtymiksi ja mitata suurella tarkkuudella pitkiltä etäisyyksiltä ja useista kohdista. Edut ovat sietokyky sähkömagneettisia häiriöitä vastaan, useiden pisteiden multipleksointi yhdessä kuidussa ja helppo integrointi olemassa olevan optisen kaapelin ja laitehuoneen infrastruktuuriin, joka sopii verhoseinien monimutkaiseen reititykseen ja ympäristöön. Haasteita ovat luotettavan mekaanisen kytkennän varmistaminen vahingoittamatta kaapelia, riittävän herkän pakkauksen suunnittelu, mutta asennuksen aiheuttama virhe{2}}väheys ja laitteiden/kyselylaitteen kustannusten tasapainottaminen projektin koon kanssa.
Kaapelivoiman valvontajärjestelmän keskeiset tekniset vaatimukset
Tekniseltä kannalta katsottuna "hyvän" kaapelivoiman valvontajärjestelmän tulee: mitata tarkasti (hyvä tarkkuus ja toistettavuus), nähdä koko kuva (talpata muutokset ajan mittaan), kestää pitkään (vakaa ulkona), häiritä vähän (ei{0}}häiritä kaapelia ja julkisivua mahdollisimman paljon) ja olla huollettavissa (anturit/etu{1}}osat voidaan tarkastaa tai vaihtaa tarvittaessa). FBG Fiber Bragg Grating -kaapelin voimanvalvonta on houkutteleva, koska se tarjoaa hyvin -suunniteltujen ulkoisten puristimien ja anturikaapeleiden ansiosta käytännöllisen kompromissin näiden vaatimusten välillä.
Ulkoisesti asennettu FBG Fiber Bragg -ritiläkaapelin voima-anturi: periaate ja rakenne
Idea on yksinkertainen: kaapeliin kiinnitetään pieni puristin, jonka sisällä on lyhyt kuitupala, jossa on FBG Fiber Bragg -ritilä. Kun kaapelia kuormitetaan, sen pieni venymä siirtyy puristimen kautta kuituoptiseen bragg-hilaan aiheuttaen muutoksen heijastuneessa aallonpituudessa. Kyselylaite lukee tämän aallonpituuden muutoksen ja muuntaa sen kaapelivoimaksi. Itse kaapelia ei tarvitse leikata, porata tai hitsata.
Kiinnitys{0}}pohjainen mittausperiaate
Kiinnitys{0}}perustainen lähestymistapa käyttää erityisesti suunniteltua metalli- tai metalliseospuristinta, joka on asennettu kaapeliin siten, että se muotoutuu yhdessä kaapelin kanssa. FBG Fiber Bragg -ritilä on liimattu tämän puristimen jännitys{2}}herkkään kohtaan. Kun kaapelin voima muuttuu, puristin venyy tai puristuu; erittäin jännitys-herkkä kuituoptinen bragg-hila "tallentaa" tämän muodonmuutoksen aallonpituuden siirtymänä, mikä mahdollistaa kaapelin voiman epäsuoran mittauksen.
FBG Fibre Bragg -ritiläkaapelin voima-anturien ulkoisesti asennettujen / kiinnitettyjen{0}}rakenteelliset ominaisuudet
Tyypillinen ulkopuolinen (kiinnitetty{0}}anturi) koostuu kolmesta osasta: kaapelin kanssa kosketuksissa olevasta puristinrungosta, sisäisestä elastisesta kuormitusta-kantavasta elementistä ja siihen liimatusta tai hitsatusta FBG Fibre Bragg Grating -kuidusta. Koko yksikkö on tehty jaettuna puristin tai kaulus, joka voidaan avata ja asettaa kaapelin ympärille ja sitten lukita pulteilla tai salpoilla-ei tarvitse leikata kaapelia tai irrottaa ankkureita. Suunnittelun tärkein tavoite on kiinnittää lujasti muuttamatta merkittävästi kaapelin alkuperäistä voimatilaa.
Keskeiset mittaustarkkuuteen vaikuttavat tekijät: herkkyys, asennusvirhe, jännityksen siirto
Menemättä syvemmälle kaavoihin, kolme asiaa ovat tärkeimpiä:
Herkkyys – kaapelin voimanmuutoksia on "vahvistettava" tarpeeksi, jotta Fiber Bragg -ritilä havaitsee selvästi;
Jännityssiirto – todellinen kaapelin muodonmuutos tulee siirtää mahdollisimman täydellisesti FBG Fibre Bragg -ritilälle;
Asennusvirhe – löysyys, liukuminen tai epätasainen esikiristys{0}}asennuksen aikana tulee minimoida.
Ulkoisesti asennetun anturin rakenne on pohjimmiltaan tasapaino näiden kolmen välillä, mikä varmistaa, että kuituoptinen bragg-ritilä "tuntuu" kaapelin voiman vahingoittamatta kaapelia tai luomatta ylimääräisiä jännityskeskittymiä.
Ulkoasennuksen edut verhoseinien rakentamiseen ja kunnossapitoon
Verrattuna upotettuihin ratkaisuihin tai suoraan kaapeliin leikkaamiseen/urittamiseen/hitsaukseen, ulkoisesti asennettava FBG Fibre Bragg -ritiläkaapelin voima-anturi tarjoaa kolme suurta etua: -tuhoamaton, helppo asentaa ja vaihdettava. Se toimii kuin lisä-lisävaruste: se voidaan asentaa verhoseinän rakentamisen myöhemmissä vaiheissa tai jopa käytön aikana. kun tarkastusta tai uudelleenkalibrointia tarvitaan, anturi voidaan irrottaa ja vaihtaa koskematta itse kaapeliin. Tämä minimoi julkisivurakenteeseen kohdistuvat vaikutukset ja välttää "kovat" muutokset alkuperäiseen kaapelivoimajärjestelmään, mikä vastaa paremmin käytännön turvallisuutta ja huollettavuutta koskevia vaatimuksia.
Tapaustutkimus: ulkoisesti asennetut FBG Fiber Bragg -ritiläkaapelin voimaanturit lasiverhoseiniin
Erillisessä tapaustutkimusartikkelissa käytämme lasiverhoseinäprojektia ajoneuvona selvittääksemme järjestelmällisesti ulkopuolisten FBG Fibre Bragg Grating -kaapelin voimaanturien suunnittelusovellusta. Artikkelissa tarkastellaan ensin kaapelin -tuettujen verhoseinien kehitystä ja perinteisten kaapelivoiman mittausmenetelmien rajoituksia, minkä jälkeen verrataan Zheng R:n, Wang Xuezhen, Sun Xiaon ja Tang Junin ehdottamien erilaisten kuituoptisten bragg-ritiläasettelustrategioiden etuja ja haittoja. Todelliseen projektiin perustuen esitellään ulkoinen korkean tehon kaapelivoiman kiinnityskaavio, jossa käytetään{4}fiitin{3}{sentture-anturia. Bragg Grating -periaatteella ja varmistaa sen tarkkuuden, vakauden ja rakennettavuuden rakennusvaiheen aikana kerätyillä kaapelivoimatiedoilla. Tapaustutkimus osoittaa selvästi, että vaurioittamatta kaapeleita tai muuttamatta olennaisesti alkuperäistä julkisivurakennetta, ulkoisesti asennetut Fiber Bragg -ritiläanturit voivat toimia erittäin-tarkkana, ylläpidettävänä ratkaisuna kaapelin voiman valvontaan, tarjoten monistettavan suunnittelupolun kaapelin tukemille verhoseinille ja vastaaville kaapelirakenteille.
Työskentely kaapelivalmistajien / järjestelmäintegraattoreiden kanssa: FBG Fibre Bragg Grating -tunnistuksesta kokonaisratkaisuihin
Mitä kuitu- ja kaapelituotteita tarvitaan?
Käytännöllinen kuituoptinen bragg-hilakaapelin voimanvalvontajärjestelmä tarvitsee pääasiassa kolmea asiaa: (1) kuitutunnistuksen Fiber Bragg -ritilällä, (2) sensori-/syöttöoptisia kaapeleita, (3) vakioviestintäkaapeleita ja liitäntäjohtoja telineeseen. Anturin kiinnitys-käyttää lyhyttunnistettavaa kuitua tai pientä erikoiskaapelia, rakennusreiteissä käytetään sisä-/ulkokaapeleita, ja kaapissa kaikki on viimeistelty vakiopaikalla. Kaapelitoimittajille se tarkoittaa lähinnä olemassa olevien tuotteiden uudelleenjärjestelyä "tunnistinlinkin" mukaan pelkän "viestintälinkin" sijaan.
Julkisivusta ja katosta heikkoon{0}}nykyiseen huoneeseen
Verhoseinäprojekteissa optinen polku kulkee yleensä julkisivusta ja katosta rakennuksen sisääntulopisteen kautta alas kuilujen kautta heikkoon -nykyiseen huoneeseen. Tyypillisesti: ulko-mitoitettu kaapeli julkisivussa/katossa → kanavien tai hyllyjen läpi rakennukseen → siirtyminen sisätiloihinLSZH/nousukaapelialas nousuputkea laitehuoneeseen. Optisten kaapelien valmistajat ja järjestelmäintegraattorit voivat yhdessä suunnitella tämän koko reitin "anturista telineeseen", mikä vähentää myöhempää koordinointia siviili-, julkisivu- ja MEP:n välillä.
Integrointi rakennuksen kaapelointiin ja datakeskuksiin
Kuituoptinen bragg hila-kyselylaite sijoitetaan heikko{0}}virta-/laitehuoneeseen, ja sen tiedot menevät BMS-, turvallisuus- tai datakeskuspalvelimiin. Tässä vaiheessa voidaan käyttää uudelleen olemassa olevia rakennuskuitukaapeleita, ODF/patch-paneeleja,MPO/MTP-rungotjadatakeskusinfrastruktuuri: valvontatiedot tulevat verkkoon Ethernetin/kenttäväylän kautta, minkä jälkeen ne kootaan ja visualisoidaan ylemmän-kerroksen tai pilvialustoille. Joten Fiber Bragg Grating -valvonnasta tulee vain toinen tietolähde rakennuksen digitaalisessa toiminnassa, ei erillinen saarijärjestelmä.
Kuitu- ja kaapeliyhtiöiden rooli
Kuitu- ja kaapeliyhtiöiden ei tarvitse rakentaa Fibre Bragg Grating -kyselylaitteita tai -antureita itse. Heidän avainroolinsa ovat: oikeiden kuitujen/kaapeleiden tarjoaminen tunnistusta ja viestintää varten sekä yhteistyö FBG Fiber Bragg Grating -toimittajien ja -integraattoreiden kanssa tarjotakseen optisen polun päästä-päähän- rakenteesta telineeseen. Tämän ansiosta he voivat siirtyä pelkästä kaapelin myynnistä optisen infrastruktuurin tarjoamiseen rakenteellisen terveydentilan seurantaan, älykkäisiin rakennuksiin ja älykkääseen infrastruktuuriin.
FAQ: Yleisiä kysymyksiä FBG Fibre Bragg -ritilästä ja kaapelivoiman valvonnasta
Mitä eroa on Fiber Bragg -ritiläanturien ja tavallisten vastuksen venymämittareiden välillä?
FBG Fiber Bragg Grating -anturit käyttävät aallonpituutta signaalina ja lähettävät sen optisessa kuidussa, joten ne ovat immuuneja sähkömagneettisille häiriöille ja voivat työskennellä pitkiä etäisyyksiä useilla pisteillä yhdessä kuidussa. Resistanssin venymämittarit käyttävät resistanssin muutosta, johdotus on lyhyempi ja halvempi pistettä kohden, mutta häiriönestokyky ja skaalautuvuus pitkän-etäisyyden, usean pisteen{3}}valvonnassa ovat heikompia.
Kuinka monta FBG Fiber Bragg Grating -anturia voidaan kirjoittaa yhdelle kuidulle? Häiritsevätkö ne toisiaan?
Yksi kuitu voi kuljettaa kymmeniä Fiber Bragg Grating -antureita sarjassa, kunhan jokaisella on erilainen keskiaallonpituus ja spektrit eivät mene päällekkäin. Kyselylaite erottaa ne aallonpituudella, joten asianmukaisessa aallonpituussuunnittelussa ne eivät häiritse toisiaan.
Mitä laitteita tyypillinen Fiber Bragg Grating -kaapelivoiman valvontajärjestelmä sisältää?
Normaalisti tarvitset:
Fiber Bragg -ritiläkaapelin voimaanturit (kiinnitys{0}}tai muut muodot),
Optiset kaapelit ja välijohdot anturista laitehuoneeseen,
Kuituoptinen bragg-hila-kyselylaite,
Tiedonkeruu / ohjelmisto (PC, BMS, SCADA tai pilvialusta) näyttöä, tallennusta ja hälytyksiä varten.
Jos verhoseinäprojektissa on jo optisia tietoliikennekaapeleita, tarvitaanko erillinen FBG Fiber Bragg Grating -tunnistinkaapeli?
Teknisesti kuituoptisia bragg hilasignaaleja voidaan käyttää olemassa olevissa tietoliikennekaapeleissa olevilla yksi{0}}muotokuiduilla. Se, käytetäänkö niitä uudelleen vai asennetaanko erillinen anturikaapeli, riippuu reitityksestä, varakuitujen saatavuudesta ja eristysvaatimuksista: kriittistä valvontaa varten monet omistajat pitävät erityisestä kuitureitistä selkeyden ja luotettavuuden vuoksi.
Miten FBG Fibre Bragg Grating -kaapelin voimanvalvonnan hinta on verrattuna perinteisiin menetelmiin?
Kerta{0}}testissä perinteiset työkalut (värähtelymenetelmä, hydraulinen mittari jne.) ovat yleensä halvempia. Pitkän-monipisteen verkkoseurantaa varten kuituoptinen bragg griting-vaikka se vaatiikin kyselylaitteen ja suuremman alkuinvestoinnin,-voi kuitenkin vähentää-työvoimaa ja toistuvaa testausta, ja siitä tulee usein kustannustehokkaampi-koko elinkaaren ajan.
Mikä on FBG Fibre Bragg Grating -anturien käyttöikä? Onko huolto/vaihto helppoa?
Itse ritilä on kirjoitettu lasikuidusta ja voi kestää useita vuosia; todellista käyttöikää rajoittavat pääasiassa pakkaus ja asennusympäristö (korroosio, tiivistys, mekaaniset vauriot). Ulkoisesti asennetut Fiber Bragg Grating -kaapelin voimaanturit on suunniteltu irrotettaviksi ja vaihdettaviksi, joten jos jokin epäonnistuu, se voidaan vaihtaa koskematta kaapelin runkoon.
Mitä vaatimuksia FBG Fibre Bragg Grating -kaapelin voimaanturien asennusasennolle ja valmistuksen laadulle on?
Anturit tulee asentaa edustaviin, suoriin, helposti saavutettaviin kaapelisegmentteihin, etäälle ankkureista ja monimutkaisista liitoksista mahdollisuuksien mukaan. Asennuksen aikana puristin on kiristettävä tasaisesti, vältettävä kaapelin liukumista tai vahingoittumista, eikä kuitu saa olla jyrkästi taipunut; asennuksen jälkeen on hyvä tehdä muutama lukema tai pieni kuormitustesti vakaiden, toistettavien arvojen varmistamiseksi.