德國(guó)Fisens FBG傳感器陣列產(chǎn)品介紹

一、 品牌與產(chǎn)品概述

FiSens GmbH是一家位于德國(guó)的制造商，主要提供基于光纖布拉格光柵（FBG）技術(shù)的傳感解決方案。其核心產(chǎn)品之一是FBG傳感器陣列，該產(chǎn)品將多個(gè)微小的FBG傳感器刻寫(xiě)在同一根光纖上，并封裝于不同的保護(hù)性套管或毛細(xì)管中（如熔融石英、不銹鋼、氧化鋁陶瓷），形成可直接部署的傳感鏈。這些陣列通常預(yù)裝標(biāo)準(zhǔn)光纖連接器（如FC/APC），用于測(cè)量應(yīng)變和溫度分布，尤其適合需要多點(diǎn)或分布式測(cè)量的場(chǎng)景。

二、 主要產(chǎn)品類型

FiSens提供多樣化的FBG相關(guān)產(chǎn)品，主要包括：

? FBG傳感器陣列：?jiǎn)胃饫w集成多個(gè)FBG傳感器的核心產(chǎn)品。

? FBG傳感光纖：裸光纖，用于定制化傳感網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建。

? FBG傳感光纜：帶保護(hù)層的傳感光纖，增強(qiáng)機(jī)械保護(hù)和環(huán)境適應(yīng)性。

? 定制化封裝毛細(xì)管：用于保護(hù)和封裝單個(gè)或多個(gè)FBG的管狀結(jié)構(gòu)。

? 熔融石英毛細(xì)管封裝FBG陣列：采用熔融石英材料的封裝陣列。

? 不銹鋼毛細(xì)管封裝FBG陣列：采用不銹鋼材料的封裝陣列。

? 氧化鋁陶瓷（AC）封裝FBG陣列：采用氧化鋁陶瓷材料的封裝陣列（耐溫性能較高）。

? FC/APC接口FBG傳感器：帶標(biāo)準(zhǔn)光纖連接器的各類FBG傳感器。

? FiSpec系列FBG解調(diào)儀：用于讀取和分析FBG傳感器信號(hào)的核心設(shè)備。

? 集成式溫度傳感模塊：包含預(yù)封裝FBG陣列的即用型溫度測(cè)量方案。

三、 主要型號(hào)

FiSens FBG產(chǎn)品型號(hào)通常與其波長(zhǎng)、封裝材料和功能相關(guān)，例如：

? FBG Array 850nm FS Cap: 850nm工作波長(zhǎng)，熔融石英毛細(xì)管封裝陣列。

? FBG Array 850nm SS Cap: 850nm工作波長(zhǎng)，不銹鋼毛細(xì)管封裝陣列。

? FBG Array 850nm AC Cap: 850nm工作波長(zhǎng)，氧化鋁陶瓷毛細(xì)管封裝陣列。

? FBG Array 1550nm FS Cap: 1550nm工作波長(zhǎng)，熔融石英毛細(xì)管封裝陣列。

? FBG Temp Sensor AC: 氧化鋁陶瓷封裝的高溫FBG溫度傳感器。

? FiSens FS Capillary (裸管): 熔融石英毛細(xì)管（供用戶自行封裝）。

? FiSens SS Capillary (裸管): 不銹鋼毛細(xì)管（供用戶自行封裝）。

? FiSpec-4: 4通道FBG解調(diào)儀。

? FiSpec-8: 8通道FBG解調(diào)儀。

? FiSpec-HS: 高掃描速率型號(hào)解調(diào)儀。

四、 產(chǎn)品介紹與技術(shù)參數(shù)

1、產(chǎn)品：FBG傳感器陣列

2、簡(jiǎn)介：在單根光纖上刻寫(xiě)多個(gè)（通常最多30個(gè)）FBG傳感器點(diǎn)，封裝在熔融石英毛細(xì)管中。傳感器點(diǎn)位置、間距可按需定制。用于測(cè)量沿光纖路徑的應(yīng)變或溫度變化分布。

3、工作原理：FBG是光纖纖芯內(nèi)折射率的周期性調(diào)制結(jié)構(gòu)。當(dāng)寬帶光通過(guò)時(shí)，特定波長(zhǎng)（布拉格波長(zhǎng)）的光被反射。當(dāng)FBG受到拉伸/壓縮（應(yīng)變）或溫度變化時(shí)，其反射的中心波長(zhǎng)會(huì)發(fā)生線性偏移。通過(guò)解調(diào)儀精確測(cè)量這些FBG的波長(zhǎng)偏移量，即可計(jì)算出對(duì)應(yīng)點(diǎn)的應(yīng)變或溫度值。

4、技術(shù)參數(shù)：

? 單光纖最大FBG數(shù)量：30

? FBG長(zhǎng)度：1-2 mm

? FBG波長(zhǎng)范圍：808 - 880 nm

? FBG最小間距：2 mm

? 光纖最大長(zhǎng)度：500 m

? 響應(yīng)時(shí)間：50 - 200 ms (受封裝材料影響)

? 工作溫度范圍 ：

? 熔融石英封裝：約 -40°C 至 +300°C (應(yīng)變測(cè)量受限更低)

? 氧化鋁陶瓷封裝：約 -40°C 至 +800°C (溫度測(cè)量)

? 偏振相關(guān)性：< 5 pm (典型值)

? 連接器類型：FC/APC (常見(jiàn))

五、 核心特點(diǎn)

FiSens FBG傳感器陣列具備以下特點(diǎn)：

1、尺寸小與高空間分辨率：傳感器點(diǎn)長(zhǎng)度僅1-2mm，可實(shí)現(xiàn)高密度的布點(diǎn)，精確測(cè)量應(yīng)變或溫度梯度變化。

2、抗電磁干擾：基于光信號(hào)工作，不受電磁場(chǎng)影響，適合復(fù)雜電磁環(huán)境。

3、靈活的定制化：FBG的數(shù)量、位置、間距、光纖總長(zhǎng)以及封裝保護(hù)材料（熔融石英/不銹鋼/氧化鋁陶瓷）均可根據(jù)具體應(yīng)用需求進(jìn)行配置。

4較高的耐溫性能：特別是氧化鋁陶瓷封裝型號(hào)，可在較高溫度環(huán)境下進(jìn)行溫度測(cè)量。

5、單線多點(diǎn)多參數(shù)：一根光纖即可實(shí)現(xiàn)多個(gè)點(diǎn)的測(cè)量，簡(jiǎn)化布線，降低系統(tǒng)復(fù)雜性，可同時(shí)或分別監(jiān)測(cè)應(yīng)變和溫度（需考慮交叉敏感補(bǔ)償）。

六、 主要應(yīng)用領(lǐng)域

FiSens FBG傳感器陣列適用于需要分布式或準(zhǔn)分布式傳感的領(lǐng)域：

1、結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè) (SHM)：橋梁、大壩、風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片、建筑結(jié)構(gòu)、隧道、管廊等的長(zhǎng)期應(yīng)變和溫度監(jiān)測(cè)，評(píng)估結(jié)構(gòu)安全狀態(tài)。

2、工業(yè)設(shè)備監(jiān)控：大型電機(jī)、發(fā)電機(jī)、變壓器、壓力容器、反應(yīng)釜等關(guān)鍵設(shè)備內(nèi)部的溫度分布監(jiān)測(cè)與熱點(diǎn)探測(cè)；機(jī)械部件的應(yīng)變監(jiān)測(cè)。

3、能源基礎(chǔ)設(shè)施：高壓電力電纜的分布式溫度監(jiān)測(cè)（DTS）；石油天然氣輸送管道的泄漏監(jiān)測(cè)、應(yīng)變與溫度監(jiān)測(cè)。

4、航空航天與交通運(yùn)輸：飛機(jī)機(jī)身、機(jī)翼復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的應(yīng)變與溫度監(jiān)測(cè)；鐵路軌道狀態(tài)監(jiān)測(cè)；車輛部件測(cè)試。

5、科研與測(cè)試：材料特性研究（如熱膨脹系數(shù)、楊氏模量）、復(fù)合材料固化監(jiān)測(cè)、模型試驗(yàn)中的多點(diǎn)傳感。