德国Fisens FBG传感器阵列产品特点与用途

德国Fisens FBG传感器阵列产品介绍

一、 品牌与产品概述

FiSens GmbH是一家位于德国的制造商，主要提供基于光纤布拉格光栅（FBG）技术的传感解决方案。其核心产品之一是FBG传感器阵列，该产品将多个微小的FBG传感器刻写在同一根光纤上，并封装于不同的保护性套管或毛细管中（如熔融石英、不锈钢、氧化铝陶瓷），形成可直接部署的传感链。这些阵列通常预装标准光纤连接器（如FC/APC），用于测量应变和温度分布，尤其适合需要多点或分布式测量的场景。

二、 主要产品类型

FiSens提供多样化的FBG相关产品，主要包括：

Ø FBG传感器阵列：单根光纤集成多个FBG传感器的核心产品。

Ø FBG传感光纤：裸光纤，用于定制化传感网络构建。

Ø FBG传感光缆：带保护层的传感光纤，增强机械保护和环境适应性。

Ø 定制化封装毛细管：用于保护和封装单个或多个FBG的管状结构。

Ø 熔融石英毛细管封装FBG阵列：采用熔融石英材料的封装阵列。

Ø 不锈钢毛细管封装FBG阵列：采用不锈钢材料的封装阵列。

Ø 氧化铝陶瓷（AC）封装FBG阵列：采用氧化铝陶瓷材料的封装阵列（耐温性能较高）。

Ø FC/APC接口FBG传感器：带标准光纤连接器的各类FBG传感器。

Ø FiSpec系列FBG解调仪：用于读取和分析FBG传感器信号的核心设备。

Ø 集成式温度传感模块：包含预封装FBG阵列的即用型温度测量方案。

三、 主要型号

FiSens FBG产品型号通常与其波长、封装材料和功能相关，例如：

Ø FBG Array 850nm FS Cap: 850nm工作波长，熔融石英毛细管封装阵列。

Ø FBG Array 850nm SS Cap: 850nm工作波长，不锈钢毛细管封装阵列。

Ø FBG Array 850nm AC Cap: 850nm工作波长，氧化铝陶瓷毛细管封装阵列。

Ø FBG Array 1550nm FS Cap: 1550nm工作波长，熔融石英毛细管封装阵列。

Ø FBG Temp Sensor AC: 氧化铝陶瓷封装的高温FBG温度传感器。

Ø FiSens FS Capillary (裸管): 熔融石英毛细管（供用户自行封装）。

Ø FiSens SS Capillary (裸管): 不锈钢毛细管（供用户自行封装）。

Ø FiSpec-4: 4通道FBG解调仪。

Ø FiSpec-8: 8通道FBG解调仪。

Ø FiSpec-HS: 高扫描速率型号解调仪。

四、 产品介绍与技术参数

1、产品：FBG传感器阵列

2、简介：在单根光纤上刻写多个（通常最多30个）FBG传感器点，封装在熔融石英毛细管中。传感器点位置、间距可按需定制。用于测量沿光纤路径的应变或温度变化分布。

3、工作原理：FBG是光纤纤芯内折射率的周期性调制结构。当宽带光通过时，特定波长（布拉格波长）的光被反射。当FBG受到拉伸/压缩（应变）或温度变化时，其反射的中心波长会发生线性偏移。通过解调仪精确测量这些FBG的波长偏移量，即可计算出对应点的应变或温度值。

4、技术参数：

Ø 单光纤最大FBG数量：30

Ø FBG长度：1-2 mm

Ø FBG波长范围：808 - 880 nm

Ø FBG最小间距：2 mm

Ø 光纤最大长度：500 m

Ø 响应时间：50 - 200 ms (受封装材料影响)

Ø 工作温度范围 ：

Ø 熔融石英封装：约 -40°C 至 +300°C (应变测量受限更低)

Ø 氧化铝陶瓷封装：约 -40°C 至 +800°C (温度测量)

Ø 偏振相关性：< 5 pm (典型值)

Ø 连接器类型：FC/APC (常见)

五、 核心特点

FiSens FBG传感器阵列具备以下特点：

1、尺寸小与高空间分辨率：传感器点长度仅1-2mm，可实现高密度的布点，精确测量应变或温度梯度变化。

2、抗电磁干扰：基于光信号工作，不受电磁场影响，适合复杂电磁环境。

3、灵活的定制化：FBG的数量、位置、间距、光纤总长以及封装保护材料（熔融石英/不锈钢/氧化铝陶瓷）均可根据具体应用需求进行配置。

4较高的耐温性能：特别是氧化铝陶瓷封装型号，可在较高温度环境下进行温度测量。

5、单线多点多参数：一根光纤即可实现多个点的测量，简化布线，降低系统复杂性，可同时或分别监测应变和温度（需考虑交叉敏感补偿）。

六、 主要应用领域

FiSens FBG传感器阵列适用于需要分布式或准分布式传感的领域：

1、结构健康监测 (SHM)：桥梁、大坝、风力发电机叶片、建筑结构、隧道、管廊等的长期应变和温度监测，评估结构安全状态。

2、工业设备监控：大型电机、发电机、变压器、压力容器、反应釜等关键设备内部的温度分布监测与热点探测；机械部件的应变监测。

3、能源基础设施：高压电力电缆的分布式温度监测（DTS）；石油天然气输送管道的泄漏监测、应变与温度监测。

4、航空航天与交通运输：飞机机身、机翼复合材料结构的应变与温度监测；铁路轨道状态监测；车辆部件测试。

5、科研与测试：材料特性研究（如热膨胀系数、杨氏模量）、复合材料固化监测、模型试验中的多点传感。