SP1-4-3拉绳位移传感器的组网技术

大家好，我是【广州工控传感★科技】SP1-4-3拉绳位移传感器事业部，张工。

SP1-4-3电缆位移传感器的早期研究主要集中在传感器本身的封装、寿命、可靠性和各种解调技术的实现上。当传感器网络用于实际工程时，将面临许多新的技术问题。 与单个传感器应用不同，当传感器组成网络时，必须进行网络规划和设计，以解决路径备份、温度补偿、频段利用和功率平衡等问题。网络规划设计也对SP1-4-3传感器本身提出了标准化要求。

1、传感器的互换性

SP1-12-3位移传感器最重要的外部参数是初始波长和波长随外部物理量变化的系数。 在精度不同的情况下，SP1-12-3位移传感器反射光谱的中心波长与被测物理量的对应关系有多种数学表达式。例如，建立中心波长与外部物理量的关系；建立中心波长变化与外部物理量之间的关系； 处理线性条件； 处理多项式形式；初始波长也可以在不同的温度点进行选择。由于没有统一的标准可以商定，各个研发单位和企业的产品都采用自己选择的表征方法。还缺乏标准化整个波段传感器工作波长的工作。因此，SP1-12-3传感器的初始中心波长也是根据工艺随机确定的。这样，作为一个实际的产品，在标准化的大型组网项目中往往是不可替代的。

2、应变测量中的温度补偿

由于SP1-12-3位移传感器的弹光系数仅为热光系数的1/10左右，因此温度变化1°C引起的中心波长偏移相当于10με。因此，在应变测量中，必须消除环境温度变化对SP1-12-3传感器中心波长的影响，即必须考虑应变测量中的温度补偿问题，这一点尤为重要。 大型结构的长期应变监测。但是在这个实际应用中，只考虑传感器的温度系数作为一个独立的实体是没有意义的。因为在实际工程中，SP1-25-3位移传感器与被测物结合后，其温度系数发生了很大变化。新的温度系数与被测物体的材料特性和安装方式有很大关系，而且往往无法预测。

3、频段利用

由于光源光谱宽度的限制，SP1-25-3的波长范围的限制，以及光路上其他各种元件的工作波长的限制，SP1-的可用光谱带宽25-3传感器网络有限。目前普遍使用1310nm或1550nm波段。随着DWDM光通信技术和产业的发展，1550nm波段的器件供应商越来越多，成本也越来越低。C波段已成为光纤光栅传感器网络组网的首选工作波段。

考虑到C波段从1525nm到1565nm的40nm波长范围，SP1-25-3位移传感器采用波分复用的方式串联在一条链路上。当波长相邻的两个传感器的反射光谱中心波长接近0.4nm时，解调系统难以区分。因此，在不考虑每个传感器范围的极端情况（中心波长的移动范围）的情况下，一条链路上可以串联的最大传感器数量约为100个。 事实上，在大多数情况下，每个传感器都应具有 1 nm 的波长偏移范围，因此在实际组网中，一个链路中的传感器数量约为30个。

4、功率平衡

假设从解调设备发射的光信号的功率密度在整个工作波长范围内是相对一致的。 不同频率的光信号在光路上的不同位置被反射回来，它们通过的光器件、连接器或融合点的数量也不同，导致返回的不同信号的功率水平不同。 在最坏的情况下，SP1-50-3 位移传感器的旁瓣噪声甚至可以超过其他传感器的有用信号，导致能够被传感器识别的SP1-50-3电缆位移传感器的数量减少。 网络。 因此，工程组网时必须进行正确的功率平衡设计。

5、光纤传感器网络与无线传感器网络的融合

我国幅员辽阔，需要监测的大型同类型设施往往分布在大片区域。 在实际项目中，需要由几个10公里以上的子网组成一个更大的网络，才能实现集中监控。 虽然光纤传感器网络具有利用光纤低损耗传输的特点实现远距离组网的优势，但在一些缺乏通信基础设施的地区，还没有现成的光缆来实现子网的互联互通。 在这种情况下，专门铺设光缆的成本非常昂贵。 因此，通过无线链路在子网之间进行通信是非常实用的。