昊衡科技专注于自主研发先进可靠、性能稳定的OFDR高精度高分辨分布式光纤传感系统,并致力于累积测试经验、解决测试难题,为用户提供全方位解决方案。此次着重分享OFDR系统传感测量时的光纤选型。

OSI系列高精度分布式光纤传感系统采用单模光纤作传感器,在一根光纤上可同时测量成千上万传感点。通常需要根据应用需求选择不同类型的光纤作为传感器。

温度测量

一些特殊涂层的光纤(如聚酰亚胺涂层光纤)适用于中高温测试环境;功能性光纤(如耐弯曲光纤)则适用于布设在有小角度弯曲的待测件上。

OSI系列设备进行温度测量,设备温度解调范围是:-200~1200℃。温度测量范围与传感光纤类型有关,丙烯酸酯涂层光纤用于0~100℃;聚酰亚胺涂层光纤用于-50~300℃;镀铝光纤用于-200~400℃;镀金光纤用于-200~700℃。

传感光纤类型 温度测量范围
丙烯酸酯涂层光纤 0~100℃
聚酰亚胺涂层光纤 -50~300℃
镀铝光纤 -200~400℃
镀金光纤 -200~700℃

应变测量

OSI系列设备进行应变测量,光纤涂覆层材质会影响应变传递系数,OFDR技术测量应变时建议选用聚酰亚胺涂层光纤。以下实验进行简单说明。

悬臂梁上表面布设光纤
图1. 悬臂梁上表面布设光纤

我们在悬臂梁的上表面布设三种光纤进行应变测量。三种光纤分别是:聚酰亚胺(PI)涂层光纤、丙烯酸酯涂层光纤以及剥掉涂覆层的光纤。

三种光纤的应变分布曲线结果
图2. 三种光纤的应变分布曲线结果

三种光纤的位置-应变曲线如图2所示。受涂覆层材料弹性模量的影响,聚酰亚胺光纤及剥掉涂层的普通光纤应变曲线相同,均为平滑直线,与悬臂梁理论结果相同;丙烯酸酯涂层的单模光纤为平滑曲线,因为它的涂覆层弹性模量大,使仪器分辨率劣化。

由此得出聚酰亚胺涂层光纤应变传递效果较理想,OFDR技术测量应变时建议选用聚酰亚胺涂层的光纤。


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