光纤光栅(FBG)传感器凭借体积小、抗电磁干扰、高灵敏度和强复用能力,正成为工业4.0/5.0智能化升级的关键传感技术。北京佰为深科技专注研发高性能FBG传感器及解调仪,其飞秒光栅温度传感器响应速度达2~3毫秒/℃,远超传统电学传感器(>50毫秒/℃),可精准捕捉700℃高温环境下的瞬态温度变化。结合5kHz以上高速解调仪表,实现对制造工艺中超快温变的实时监测(实测响应速率520℃/s),为新材料研发、工艺优化及设备寿命预测提供高动态数据支撑,彰显光纤传感在工业动态测量中的不可替代优势。
光纤光栅FBG传感器作为无源传感器,具有体积小、抗电磁干扰能力强、天生的电绝缘性,灵敏度高、复用能力强等特点。目前正广泛应用在温度、应变、应力、位移、加速度等多物理量的检测。而当今工业界正在经历工业 4.0和工业 5.0 的历史变革,在这2个阶段中都强调了传感信息技术对于智能制造模式优化的助推作用,技术融合对于工厂传统的制造工艺带来了优化和改造的新概念。且随着技术的不断发展,能够长时间承受高达700℃温度光纤光栅传感器正逐渐进入各类工业现场,传感器能够更快、更精确地测量出制造过程中物质温度变化过程,特别是新型耐温材料的开发设计和制造过程中利用FBG传感器精准捕捉制造工艺环节中材料温度变化细节过程,是逐步优化新材料性能的一个极重要的有效办法。
北京佰为深多年来致力于光纤光栅传感器及光栅解调仪的自主研发和生产,利用光纤光栅的独特优势,和相关客户精诚合作,利用飞秒光纤光栅传感器对温度的变化响应极其迅速的特点(目前可达2~3毫秒/℃左右的响应速率),远远优于传统的电学温度传感器(通常不小于50毫秒/℃)的温度响应速率,实现对工业现场制造过程精确测量与温度变化实时反馈,为持续优化设计和材料性能寿命监测提供了后续数据保障。
为了更精准地还原实际测量点的温度变化情况,通常采用温度响应速率变化10倍以上的采样速率仪表,推荐采用5kHz以上速率的仪表对工业现场的由飞秒光栅制作的温度传感器进行温度实时解调。
附下图为某现场使用佰为深公司X500系列的20kHz采样速率光栅解调仪表与佰为深公司S300系列飞秒光栅温度传感器测量某温度点的过程曲线。
参照《温度传感器动态响应校准规范》附录A的计算方法,可计算出传感器的温度阶跃量为260℃,时间常数τ约为0.5s,可认为飞秒光栅温度传感器的响应速率达到520℃/s左右。测量结果充分展示了佰为深完全自主研发的光栅传感器和解调仪表对超快变化的现场温度变化过程能够进行精确地呈现,也充分体现了光栅传感器与电学温度传感器在温度动态响应测量方面具有不可比拟的优势。