? 狂想体彩p3字谜谜语:光纖光柵表面式應變計 - 体彩p3采摘牛材网|体彩p3专家预测胆码
      
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光纖光柵表面式應變計

品傲PI-FBG-E3000-A/B型光纖光柵表面式應變計主要用于測量金屬結構、樁、橋梁、建筑物等的應變,A型與B型的區別在于:A型除具有測應變光柵外內置參考光柵,可進行一對一溫度補償;B型僅有一支測應變光柵,溫度補償需要外置溫度計,如果多支傳感器置于同一溫度環境下,可以采用共用溫度補償的方式來節省通道、節省成本。

產品系統系統構成系統性能及參數

1.?? 概述

品傲PI-FBG-E3000-A/B型光纖光柵表面式應變計主要用于測量金屬結構、樁、橋梁、建筑物等的應變,A型與B型的區別在于:A型除具有測應變光柵外內置參考光柵,可進行一對一溫度補償;B型僅有一支測應變光柵,溫度補償需要外置溫度計,如果多支傳感器置于同一溫度環境下,可以采用共用溫度補償的方式來節省通道、節省成本。本公司同時提供一種高抗拉強度的光柵可替代普通的光柵:

利用飛秒激光脈沖誘導光纖纖芯產生折射率變化刻寫光纖光柵的技術方案主要有兩種:一是逐點刻寫法,利用聚焦的飛秒激光束沿光纖逐點曝光,使纖芯的折射率形成周期性分布而制成光纖光柵;二是相位掩模法,其原理與傳統的相位掩模法類似,只是曝光光源改進飛秒脈沖激光。新型飛秒激光逐點直寫技術高效靈活制造高端FBG——fsFBG。其優勢在于:在用戶指定或者提供的光纖上直寫FBG;飛秒激光的非線性光學效應產生極端穩定的不可擦除的光柵作為傳感器件;至1000攝氏度的極端穩定性;透過涂覆層直寫,保留光纖更好的機械強度,保留特殊涂覆層的優異性能,遠高于常規剝離——再涂覆法光纖光柵的機械強度;抗輻射,抗潮濕,抗氫暗化,抗電磁干擾。

聚酰亞胺是一類新型的耐高溫材料,具有極高的耐熱性、優異的化學穩定性、良好的電絕緣性和高機械強度等性能,是迄今工業上實際應用的一種耐熱等級最高的聚合物材料,廣泛應用于宇航、電工和微電子工業中。為了保證在低熔點玻璃270℃焊接溫度下涂覆層不會被燒壞,本發明選用了聚酰亞胺涂覆層的光纖。

低熔點玻璃是一種低溫封接玻璃焊料,封裝工藝中可直接將金屬管套與光纖密封,無需將光纖表面金屬化,浸潤性良好,能夠達到氣密封裝;化學穩定較好,熔封過程中不產生氣體,熔封后無殘留物;氣密封接溫度比較低,封接溫度范圍為270~380℃,易于操作;適用性強,相對傳統封裝,使用該產品封裝后的元件壽命長。較常規環氧樹脂膠的封裝工藝,光纖光柵依靠低熔點玻璃焊接,接觸點穩定性好,消除了蠕變造成的波長零點的漂移。

采用聚酰亞胺涂覆層的光纖光柵,結合低熔點玻璃焊接技術將光柵兩端直接焊接在金屬彈性體上,再將彈性體放置于基座上并用?;す薌右員;?。

普通丙烯酸酯涂覆層光纖光柵與飛秒激光直寫聚酰亞胺光纖光柵封裝所得光纖光柵結構力學傳感器的抗拉強度對比如圖

PI-FBG-E3000-A型核心結構采用高彈性金屬結構,把兩根串聯的光纖光柵封裝在結構內,一根用于應變測量,一根用于溫度補償。測量時傳感器收到拉伸、壓縮變形,同時帶動內部應變光柵拉伸、壓縮,從而引起反射波長的改變,通過后臺的解調儀探測到反射波長變化量達到測量目的。

本傳感器適用于各種環境表面的應變監測,安裝時需要將安裝底座固定在待測結構上,安裝方式根據待測結構材料或現場允許環境可選,表面焊接或者打膨脹螺絲。

2.?? 產品特點

穩定性

常規產品技術缺陷:采用環氧樹脂膠灌封的光纖光柵結構力學傳感器存在以下缺陷:由于環氧樹脂膠本身的蠕變特性,采用此封裝工藝的光纖光柵結構力學傳感器在長期使用的過程中會隨著環氧樹脂膠的蠕變帶動封裝在內部的光纖光柵一起發生蠕變使得傳感器波長零點的漂移,最終導致傳感器失效無法使用。

由北京品傲光電科技有限公司研發生產的全系列安全監測傳感器均采用無氧膠封裝,替代了傳統環氧樹脂膠、紫外膠等固定方式,大大降低了傳統傳感器零點漂移的幾率。傳統傳感器在10個月內由于持續蠕變引起的零點漂移概率較高。

采用環氧樹脂膠灌封的光纖光柵結構力學傳感器的蠕變實驗,如下圖所示:



3.?? 性能指標

項目

單位

參考值

標準量程

με

飛秒光柵傳感器:-2500+2500

普通光柵傳感器:-1500+1500

精度

με

0.5%F·S

分辨率

με

1με

(飛秒光柵傳感器:0.02%FS

普通光柵傳感器:0.033%FS

傳感器標距

mm

150(可定制)

光柵中心波長

nm

1525~1565

工作溫度范圍

30~+80

單通道傳感器數量

5

傳感器引出線及接頭

?

FC/APC,雙端為長度1m,直徑3mm/6mm鎧裝光纜

傳感頭之間連接方式

?

串聯/法蘭盤連接/光纜熔接

過載能力

?

1.15

溫度補償方式

?

參考光柵:A型內置溫補,B型外置溫補

安裝方式

?

焊接、螺栓固定、粘貼

4.?? 安裝埋設

4.1 安裝前的準備工作

1)將傳感器連接至便攜式光纖光柵解調儀,輕輕拉動傳感器兩端,觀察應變光柵解調儀度數(用力不宜太大,波長飄逸不超過1.5nm,拉伸時傳感器波長變大,壓縮時傳感器波長減小。

2)觀察溫度光柵在拉伸、壓縮的過程中不會出現波長的大幅跳動(超過50pm)。

4.2安裝方式——焊接/粘貼

?1)待測鋼件表面應平整、清潔、無銹、無油漬。使用適當清潔劑擦祛除表面油污等,再用電動磨床或打磨機、銼、鋼刷或砂紙,使待測表面平整光滑。

2)焊接基座,基座是用來架傳感器,由于焊接時溫度過高對傳感器影響較大,且不能直接焊接(傳感器尺寸精確,直接焊接后可能由于上下左右位置不準導致傳感器安裝不上),現需要使用和PI-FBG-E3000外形尺寸完全相同的模板,先將模板安裝在一對基座上,在對基座進行焊接。

?? 3)安裝傳感器,焊接之后,放置一段時間,使焊接時產生的殘余熱量完全散失后再松開模板,并用尖錘清理焊接殘渣,并且將光纖光柵應變計裝入焊接好的安裝基座內。

4.3安裝方式一膨脹螺絲

?1)當傳感器需要測量混凝土表面應變時,不能采用焊接的方式,需要采用打膨脹螺絲固定基座,首先選擇一個與膨脹螺絲脹緊圈相同直徑的合金鉆頭,安裝在電鉆上用來打孔。

?2)保證孔的深度略長于螺栓長度,鉆孔完畢后在孔內灌膠,然后把膨脹螺絲套件儀器下到孔內,螺帽擰緊2-3扣后感覺膨脹螺絲比較緊而不松后在擰下螺帽。

3)待四個膨脹螺絲依次按照尺寸安裝后,將一對安裝基座通過螺紋連接固定在膨脹螺絲上,隨后可以進行傳感器安裝。

4.4 傳感器的?;?/span>

為了防止應變計由掉落物墜落引起破壞傳感器,現使用角鋼或槽鋼做成蓋板?;?,蓋板扣在應變計上。

5.?? 數據解調

?2)溫度測量與修正:

光纖光柵應變計內除了有一支測力光柵外,還串有一支溫度光柵,其作用為溫度測量與壓力溫度修正。

6.?? 常見故障檢查與處理

1)如果光纖光柵應變計出現波長消失、解調誤差偏大等情況可以按照以下方式檢查:

用酒精擦拭法蘭連接處,并且查看反射波峰是否回歸到正常功率位置。

檢查光纜熔接處,排除可能造成光路傳輸障礙的故障點

2)如果光纖光柵應變計安裝后出現測力光柵波長大幅度低于初始波長(一般比初始波長低1nm左右),可能是傳感器內部損壞,請聯系廠家售后服務。