Назначение
Датчики волоконно-оптические ASTRO (далее - датчики) предназначены для измерения температуры, линейных перемещений и давления при мониторинге конструкций и сооружений.
Описание
Принцип действия датчиков основан на пропорциональном смещении рабочей частоты сигнала, проходящего по волноводу излучения при изменении геометрических размеров его рабочей части. Такой эффект основан на технологии записи периодической структуры показателя преломления в сердцевине волновода датчика (волоконной брегговской решётки).
Датчики выпускаются девяти модификаций, которые различаются метрологическими характеристиками, конструкцией и измеряемыми величинами: А528, А523, А531, А529, А521 и А527 - для измерения перемещения; А513 и А511 - для измерения температуры; А561 - для измерения давления. Значения измеряемых величин рассчитываются на основе первичного сигнала (смещение длины волны проходящей через волновод при изменении длины чувствительного элемента) по градуировочным уравнениям согласно паспорту соответствующего датчика. По желанию заказчика в паспортах на датчики А528 и А523 приводят значения модуля Юнга материала рабочей части для определения силы воздействующей на датчик, на датчики А528, А523, А529, А527 и А521 приводят длину рабочей части для определения деформации.
Конструктивно датчики представляют собой оптическое волокно (чувствительный элемент) с изолированной рабочей частью в защитной оболочке с разъемами на концах для соединения с рабочим оборудованием. Чувствительный элемент датчиков механически связан с рабочей частью, которая служит для передачи величины воздействия внешних возмущений. В зависимости от модификации рабочая часть датчиков может быть изготовлена с различными креплениями для установки по месту эксплуатации. Типы установки датчиков представлены в таблице 1.
Таблица 1 Типы установки датчиков волоконно-оптических ASTRO
| Тип креплений | Модификация датчиков волоконно-оптических ASTRO |
| А528 | А523 | А513 | А511 | А531 | А529 | А561 | А521 | А527 |
| Анкерное | + | + | + | - | + | + | - | - | - |
| Болтовое | + | - | + | - | - | - | - | + | + |
| Приваривание | + | + | + | - | + | + | + | + | + |
| Заливка в бетон | + | + | + | + | + | + | + | - | - |
| Свободное стягивание | - | - | + | + | + | + | + | - | - |
Внешний вид датчиков представлен на рисунке 1.
А531 А513 А561
А529
Рисунок 1 Внешний вид датчиков
А511
А521
А527
А528
Технические характеристики
| Наименование характеристики | Моди< | )икация датчиков волоконно-оптических ASTRO |
| А528 | А523 | А513 | А511 | А561 | А531 | А529 | А521 | А527 |
| Диапазон измерений температуры, °C | - | - | от -50 до +80 | от -50 до +100 | - | - | - | - | - |
| Диапазон измерений перемещения, мм | от -0,4 до +0,4 | от -0,3 до +0,3 | - | - | - | от 0 до 80 | от -0,5 до +0,5 | от -0,3 до +0,3 | от -0,3 до +0,3 |
| Верхние пределы измерений избыточного давления, МПа | - | - | - | - | 0,5;1; 2;5;10 | - | - | - | - |
| Пределы допускаемой приведенной погрешности, %* | ± 0,1 | ± 0,1 | ± 0,1 | ± 0,1 | ± 0,2 | ± 0,2 | ± 1,0 | ± 1,0 | ± 1,0 |
| Диапазон показаний деформации, млн-1** | от -5000 до +5000 | от -560 до +560 | - | - | - | - | от -5000 до +5000 | от -3000 до +3000 | от -3000 до +3000 |
| Диапазон показаний силы, кН** | 0-85 | 0-40 | - | - | - | - | - | - | - |
| Длина датчика (или расстояние между точками крепления), мм | 70-100 | 370 | 109 | 40 | 193 | 342 | до 5 м | 40 | 56,5 |
| Необходимое минимальное место для инсталляции (при размещении разъема с одной стороны), мм | 230 | 400 | 170 | 60 | 240 | 370 | до 5 м | 60 | 70 |
| Количество разъемов | 1 - 2 | 1 | 1 - 2 |
| Температурный диапазон хранения и эксплуатации, °C | от -50 до +80 | от -50 до +100 | от -50 до +80 |
| Диаметр разъема, мм | 3 |
| Средний срок службы, лет | 20 |
| Наработка до первого отказа, ч | 350000 |
* Значения нормированы при использовании анализатора оптического спектра с пределами допускаемой абсолютной погрешности не хуже ± 0,002 нм.
* * Указаны расчетные величины на основании известных значений модуля Юнга, размеров рабочей части датчика и измеренных значений перемещения.
Знак утверждения типа
наносится на титульный лист руководства по эксплуатации типографским способом.
Комплектность
В комплект поставки входят:
- датчик в соответствии с заказом - 1 шт.;
- руководство по эксплуатации - 1 экз.;
- паспорт - 1 экз.;
- габаритный чертеж - 1 экз.
Поверка
осуществляется по документу МП 6-251-2014 «ГСИ. Датчики волоконно-оптические ASTRO.
Методика поверки», утвержденному ФГУП «УНИИМ» 14 апреля 2014 г.
Перечень эталонных средств поверки:
- эталон единицы длины волны для ВОСП, Д= ± 2 пм;
- эталон единицы избыточного давления 2-го разряда в диапазоне значений до 10 МПа;
- эталон единицы температуры 3-го разряда в диапазоне значений от минус 50 до плюс 100 °С
- штангенциркуль типа ШЦ 1-го класса точности в диапазоне значений до 100 мм;
- прибор универсальный для измерений длины Precimar ULM-600, Д= ± (0,1+L/2000) мкм.
Сведения о методах измерений
Методика измерений представлена в руководстве по эксплуатации
ДСАЕ.421000.001РЭ.
Лист № 3
Всего листов 3
Нормативные документы
ДСАЕ.421000.001ТУ «Волоконно-оптические датчики. Технические условия».
Рекомендации к применению
Вне сферы государственного регулирования обеспечения единства измерений.
