大家好,我是【廣州工控傳感★科技】SP1-4-3拉繩位移傳感器事業(yè)部,張工。
SP1-4-3電纜位移傳感器的早期研究主要集中在傳感器本身的封裝、壽命、可靠性和各種解調(diào)技術(shù)的實現(xiàn)上。當(dāng)傳感器網(wǎng)絡(luò)用于實際工程時,將面臨許多新的技術(shù)問題。 與單個傳感器應(yīng)用不同,當(dāng)傳感器組成網(wǎng)絡(luò)時,必須進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和設(shè)計,以解決路徑備份、溫度補償、頻段利用和功率平衡等問題。網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計也對SP1-4-3傳感器本身提出了標(biāo)準(zhǔn)化要求。
1、傳感器的互換性
SP1-12-3位移傳感器最重要的外部參數(shù)是初始波長和波長隨外部物理量變化的系數(shù)。 在精度不同的情況下,SP1-12-3位移傳感器反射光譜的中心波長與被測物理量的對應(yīng)關(guān)系有多種數(shù)學(xué)表達(dá)式。例如,建立中心波長與外部物理量的關(guān)系;建立中心波長變化與外部物理量之間的關(guān)系; 處理線性條件; 處理多項式形式;初始波長也可以在不同的溫度點進(jìn)行選擇。由于沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)可以商定,各個研發(fā)單位和企業(yè)的產(chǎn)品都采用自己選擇的表征方法。還缺乏標(biāo)準(zhǔn)化整個波段傳感器工作波長的工作。因此,SP1-12-3傳感器的初始中心波長也是根據(jù)工藝隨機(jī)確定的。這樣,作為一個實際的產(chǎn)品,在標(biāo)準(zhǔn)化的大型組網(wǎng)項目中往往是不可替代的。
2、應(yīng)變測量中的溫度補償
由于SP1-12-3位移傳感器的彈光系數(shù)僅為熱光系數(shù)的1/10左右,因此溫度變化1°C引起的中心波長偏移相當(dāng)于10με。因此,在應(yīng)變測量中,必須消除環(huán)境溫度變化對SP1-12-3傳感器中心波長的影響,即必須考慮應(yīng)變測量中的溫度補償問題,這一點尤為重要。 大型結(jié)構(gòu)的長期應(yīng)變監(jiān)測。但是在這個實際應(yīng)用中,只考慮傳感器的溫度系數(shù)作為一個獨立的實體是沒有意義的。因為在實際工程中,SP1-25-3位移傳感器與被測物結(jié)合后,其溫度系數(shù)發(fā)生了很大變化。新的溫度系數(shù)與被測物體的材料特性和安裝方式有很大關(guān)系,而且往往無法預(yù)測。

3、頻段利用
由于光源光譜寬度的限制,SP1-25-3的波長范圍的限制,以及光路上其他各種元件的工作波長的限制,SP1-的可用光譜帶寬25-3傳感器網(wǎng)絡(luò)有限。目前普遍使用1310nm或1550nm波段。隨著DWDM光通信技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,1550nm波段的器件供應(yīng)商越來越多,成本也越來越低。C波段已成為光纖光柵傳感器網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)的首選工作波段。
考慮到C波段從1525nm到1565nm的40nm波長范圍,SP1-25-3位移傳感器采用波分復(fù)用的方式串聯(lián)在一條鏈路上。當(dāng)波長相鄰的兩個傳感器的反射光譜中心波長接近0.4nm時,解調(diào)系統(tǒng)難以區(qū)分。因此,在不考慮每個傳感器范圍的極端情況(中心波長的移動范圍)的情況下,一條鏈路上可以串聯(lián)的最大傳感器數(shù)量約為100個。 事實上,在大多數(shù)情況下,每個傳感器都應(yīng)具有 1 nm 的波長偏移范圍,因此在實際組網(wǎng)中,一個鏈路中的傳感器數(shù)量約為30個。
4、功率平衡
假設(shè)從解調(diào)設(shè)備發(fā)射的光信號的功率密度在整個工作波長范圍內(nèi)是相對一致的。 不同頻率的光信號在光路上的不同位置被反射回來,它們通過的光器件、連接器或融合點的數(shù)量也不同,導(dǎo)致返回的不同信號的功率水平不同。 在最壞的情況下,SP1-50-3 位移傳感器的旁瓣噪聲甚至可以超過其他傳感器的有用信號,導(dǎo)致能夠被傳感器識別的SP1-50-3電纜位移傳感器的數(shù)量減少。 網(wǎng)絡(luò)。 因此,工程組網(wǎng)時必須進(jìn)行正確的功率平衡設(shè)計。

5、光纖傳感器網(wǎng)絡(luò)與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的融合
我國幅員遼闊,需要監(jiān)測的大型同類型設(shè)施往往分布在大片區(qū)域。 在實際項目中,需要由幾個10公里以上的子網(wǎng)組成一個更大的網(wǎng)絡(luò),才能實現(xiàn)集中監(jiān)控。 雖然光纖傳感器網(wǎng)絡(luò)具有利用光纖低損耗傳輸?shù)奶攸c實現(xiàn)遠(yuǎn)距離組網(wǎng)的優(yōu)勢,但在一些缺乏通信基礎(chǔ)設(shè)施的地區(qū),還沒有現(xiàn)成的光纜來實現(xiàn)子網(wǎng)的互聯(lián)互通。 在這種情況下,專門鋪設(shè)光纜的成本非常昂貴。 因此,通過無線鏈路在子網(wǎng)之間進(jìn)行通信是非常實用的。
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