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光纖光柵FBG傳感器作為無源傳感器,具有體積小、抗電磁干擾能力強、天生的電絕緣性,靈敏度高、復(fù)用能力強等特點。目前正廣泛應(yīng)用在溫度、應(yīng)變、應(yīng)力、位移、加速度等多物理量的檢測。而當(dāng)今工業(yè)界正在經(jīng)歷工業(yè) 4.0和工業(yè) 5.0 的歷史變革,在這2個階段中都強調(diào)了傳感信息技術(shù)對于智能制造模式優(yōu)化的助推作用,技術(shù)融合對于工廠傳統(tǒng)的制造工藝帶來了優(yōu)化和改造的新概念。且隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,能夠長時間承受高達700℃溫度光纖光柵傳感器正逐漸進入各類工業(yè)現(xiàn)場,傳感器能夠更快、更精確地測量出制造過程中物質(zhì)溫度變化過程,特別是新型耐溫材料的開發(fā)設(shè)計和制造過程中利用FBG傳感器精準捕捉制造工藝環(huán)節(jié)中材料溫度變化細節(jié)過程,是逐步優(yōu)化新材料性能的一個極重要的有效辦法。
北京佰為深多年來致力于光纖光柵傳感器及光柵解調(diào)儀的自主研發(fā)和生產(chǎn),利用光纖光柵的獨特優(yōu)勢,和相關(guān)客戶精誠合作,利用飛秒光纖光柵傳感器對溫度的變化響應(yīng)極其迅速的特點(目前可達2~3毫秒/℃左右的響應(yīng)速率),遠遠優(yōu)于傳統(tǒng)的電學(xué)溫度傳感器(通常不小于50毫秒/℃)的溫度響應(yīng)速率,實現(xiàn)對工業(yè)現(xiàn)場制造過程精確測量與溫度變化實時反饋,為持續(xù)優(yōu)化設(shè)計和材料性能壽命監(jiān)測提供了后續(xù)數(shù)據(jù)保障。
為了更精準地還原實際測量點的溫度變化情況,通常采用溫度響應(yīng)速率變化10倍以上的采樣速率儀表,推薦采用5kHz以上速率的儀表對工業(yè)現(xiàn)場的由飛秒光柵制作的溫度傳感器進行溫度實時解調(diào)。
附下圖為某現(xiàn)場使用佰為深公司X500系列的20kHz采樣速率光柵解調(diào)儀表與佰為深公司S300系列飛秒光柵溫度傳感器測量某溫度點的過程曲線。
參照《溫度傳感器動態(tài)響應(yīng)校準規(guī)范》附錄A的計算方法,可計算出傳感器的溫度階躍量為260℃,時間常數(shù)τ約為0.5s,可認為飛秒光柵溫度傳感器的響應(yīng)速率達到520℃/s左右。測量結(jié)果充分展示了佰為深完全自主研發(fā)的光柵傳感器和解調(diào)儀表對超快變化的現(xiàn)場溫度變化過程能夠進行精確地呈現(xiàn),也充分體現(xiàn)了光柵傳感器與電學(xué)溫度傳感器在溫度動態(tài)響應(yīng)測量方面具有不可比擬的優(yōu)勢。