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产品推荐:全光纤声发射传感系统

2022-02-09
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摘要 光纤传感系统非常适合在极端环境中进行测量,例如高压区域、ATEX区域、高EMI和/或液体中

一般来说,光纤传感与电传感相比的优点是众所周知的:对电场和磁场不敏感,在液体或高温等具有挑战性的环境中的高性能,以及在没有明显信号损失的情况下覆盖数公里距离的能力。许多成功的技术就是利用这些优势,为具有挑战性的场合提供例如温度、压力或应变测量。

然而,目前的解决方案通常受到灵敏度和带宽方面限制,这使得光纤传感在许多应用领域遥不可及。我们进入这一空白,为全光高频声学监测提供解决方案。与现有解决方案相比,我们的技术具有高灵敏度和高采集频率,并且实现一次同时读取多个传感器的测量为数值。

我们的声学监测技术(TV-ZonaSens)使用光纤中的两个光纤布拉格光栅(FBG)来定义光纤的敏感部分,并使用干涉法来非常精确地测量应变。从原理上讲,这将实现高采集带宽(高达1MHz)和高灵敏度(低至千万亿分之一应变级别)。

目前市场上有两种具有竞争力的技术:标准光纤布拉格光栅传感和分布式传感。

1、光纤布拉格光栅(FBG)是对光纤的局部加工,它能反射非常尖锐的波长。光纤光栅解调仪可以解调波长,提供局部点的应变或温度的数值测量。原则上,应变可以转换成声信号,但灵敏度和本底噪声不足以测量大多数声源(典型限值在nano应变级别)。这些光纤光栅系统通常用于局部压力、温度或力的测量。

2、分布式光纤传感利用材料缺陷引起的光纤局部微小反射,并使用强大的算法导出应变数值。这非常适合在低灵敏度和窄带宽下进行局部温度和压力测量。功能最强大的系统是分布式声学传感(DAS),它使用蛮力计算和学习算法,测量沿光纤在多达10,000个点处产生的小应变,频率高达10kHz,但灵敏度有限。这个系统非常昂贵,需要一个月的时间来“学习”它的应用程序,然后才能获得合理的数据。

 

TV-OptimAE是全光纤声发射传感系统。从本质上讲,光纤传感系统非常适合在极端环境中进行测量,例如高压区域、ATEX区域、高EMI和/或液体中。

声发射测量最好使用光纤技术,因为它高度敏感,可以在非常恶劣的环境中以极低的噪声进行测量。TV-OptimAE系统和TV-6300系列传感器的基础技术是TV-ZonaSens技术。这项干涉原理测量光纤中两个反射部分(FBG)之间的距离,因此使该部分光纤对应变极其敏感。将检测到声波对光纤造成的微小变化。

应用

v 结构健康监测

v 状态监测

v ATEX、极端低温/高温和辐射(EMI/核)环境中的传感器测量


性能参数

通道数

2,4,8,12,16 通道

采样频率

1 MS/s

信号采集

真正的实时同步测量

多路复用能力

最多 16

信号分辨率

32 bit

自动校准

内置校准

前置放大器

光学传感不需要

声发射特征提取

到达时间、持续时间、上升时间、振幅、能量、计数、RMS

声发射参数1

阈值,HDT, HLT

数据输出

数字文件 (TDMS)

工作环境

工作温度

-5 °C to 50 °C

存储温度

-5 °C to 50 °C

最大湿度

85% (无凝结)

物理参数

尺寸 (W x H x L)

480 x 480 x 265 mm (机架式,6U)

最大重量

18 kg

外壳材料

IP等级

IP52

输入电压

220 – 240 VAC or 110 – 120 VAC

输入电压频率

50 – 60 Hz

输出接口/端口

Ethernet RJ-45

光纤端口

E2000

传感器类型

Optics11’s 6300 系列传感器


在特殊环境上,要求高性能的测量,全光纤声发射传感器是最理想解决方案。

光纤传感器已被证明在许多工业生产中具有很高的应用价值。这主要是由于其固有的优点,例如能够在强电磁干扰场中提供可靠的数据、极端温度和远程操作,而不需要在传感位置安装其它的电子设备。

TV-6300 系列声发射传感器设计可用于在高达500kHz下长时间的稳定可靠的测量。创新的光纤干涉测量方法使TV-6300 系列传感器成为唯一的全光解决方案,其信噪比不逊色于经典的电子声发射传感器。使用我们独特的专利解调技术(TV-ZonaSens),可以在光纤中串联连接多个传感器。

主要特点

² 全光纤传感器

² 对所有电磁效应(电磁干扰、射频干扰、火花等)的本质抗扰,本质安全,可在液体中和极端温度下工作。

² 超高传感器复用能力

² 将大量传感器连接到单个解调仪,减少了网络和安装的复杂性。.

² 体积小,重量轻

² 传感器被封装在小而坚固的金属外壳中,重量轻,对结构的影响最小。

² 远程传感

² 在传感器和传感器或解调仪之间距离可长达10公里。

声发射传感器

 

性能参数1

1 kHz时的动态范围

160 dB

300 kHz时的动态范围

80 dB

灵敏度

-20 dB re nm/µbar

等效灵敏度

-45 dB re V/µbar

频率范围

1 kHz to 500 kHz

共振频率

200 kHz

光谱噪声密度2

150 fϵ/√Hz

背景噪音带宽2

105 pϵ

采集频率

最高 1 MHz

平均无故障时间(MTBF)

> 120 000 小时

环境参数

存储温度

-40 to 80 °C

温度温度

-40 to 80 °C (ST版本)

-40 to 200 °C (HT版本)

IP等级

IP68

物理参数

尺寸

17.5 x 22 x 22 mm

重量

16 g

外壳材料

阳极氧化铝(Al6061)

安装方法

磁夹/橡胶夹/粘合剂

光纤类型

SM1500 (6.4/80) PE

敏感光纤长度

3.6 m

标准光缆长度

1 ± 0.1 m

光缆护套

PVC, 3 mm直径

光缆弯曲半径

≥ 5 mm

连接头

FC/APC

光学指标

可见度

90%

工作波长

C 波段

 


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