Il numero di collegamenti che possono essere utilizzati per ogni canale ottico nella catena di sensori FBG dipende non soltanto dal tipo di collegamento usato, ma anche dall’interrogatore, dal tipo e dalla lunghezza della fibra, oltre che dalle perdite del segnale ottico che possono essere causate dal processo di installazione (percorso del cavo, microcurvature ecc.).
a) Connettori vs giunzioni
Per il collegamento dei sensori ottici in catene è possibile utilizzare due modalità diverse: connettori e giunzioni.
I connettori sono più facili da utilizzare in sito, in quanto la loro installazione è letteralmente di tipo “plug and play”. Tuttavia, implicano maggiori perdite del segnale ottico e sono più soggetti all’usura a lungo termine.
Le giunzioni, invece, sono collegamenti permanenti, costituiti dalla fusione delle due fibre che rimangono stabili nel tempo e implicano perdite ottiche molto basse. Le giunzioni, però, richiedono strumenti dedicati, installatori esperti e tempi di installazione più lunghi.
Per ridurre al minimo i tempi di installazione e, allo stesso tempo, aumentare il numero dei sensori che possono essere collegati in una catena di sensori, HBM FiberSensing mette a disposizione serie di sensori pre-assemblati collegati tramite giunzioni protette adatte all’applicazione.
b) Tipo e lunghezza della fibra
Le fibre utilizzate nelle due linee di sensori HBM FiberSensing sono diverse: la fibra utilizzata sui sensori della linea FS ha un nucleo di 9µm mentre quella utilizzata sui sensori della linea OP ha un nucleo di 6µm.
I sensori e i cavi della linea FS possono essere usati su lunghezze di svariati chilometri senza compromettere i segnali dei sensori, poiché la fibra con nucleo di 9µm ha perdite di attenuazione molto ridotte. Le fibre e i cavi della linea OP presentano perdite di attenuazione maggiori e non possono quindi essere utilizzati su distanze molto lunghe.
Quando i due tipi di fibra sono collegati insieme, anche tramite giunzioni, sono presenti perdite consistenti sull’interfaccia che limitano il numero di volte in cui i diversi tipi di fibra possono essere usati all’interno di una catena.
c) Riflettività del sensore
Il principio di misurazione del sensore FBG si basa su uno spettro riflesso di luce incidente. Il segnale riflesso è una percentuale della luce incidente. I sensori della linea FS presentano una riflettività pari a circa il 65%, mentre i sensori della linea OP presentano una riflettività < 15%. Quando si calcolano le perdite, è necessario tenere in considerazione anche la riflettività dei sensori.
d) Intervallo dinamico dell’interrogatore
Le perdite ammissibili su un sensore ottico sono dettate dall’intervallo dinamico dell’interrogatore. L’intervallo dinamico può essere percepito come la misurazione del rapporto segnale-rumore dello spettro ottico per la rilevazione del picco. I segnali con valori di perdite elevati o molto vicini all’intervallo dinamico non vengono acquisiti correttamente dall’interrogatore.
Per ottimizzare il rendimento di una catena di sensori ottici, è necessario controllare attentamente le caratteristiche tecniche di sensori , interrogatori e accessori.
HBM è in grado di offrire il supporto necessario per una scelta corretta dei componenti.
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