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ポリイミド再コートFBGセンサー:耐熱性FBGセンサー
(光ファイバー・ヘルスモニタリング・システム用の低価格FBGセンサー)

 このページでは、組み込み用FBGセンサーとして、取り扱いが簡単でコストダウンが計れると考えられるポリイミド再コート FBGセンサーあるいはセンサーアレイについてご紹介致します。
なぜポリイミド再コートFBGセンサーなのか
 光ファイバーの表面に微小な傷(マイクロクラック)が入ると、引張りひずみ対して非常に弱くなります。 このため、光ファイバーはアクリル樹脂あるいはポリイミドでコーティングされています。 また、光ファイバーにFBGを形成する際には、光ファイバーの表面に傷がつかないよう化学的に被服を除去し、 FBGを描画した直後にアクリル樹脂あるいはポリイミドを再コートします。 近年、次の理由からポリイミド樹脂が使われることが多くなっています。 また、ベースとなる光ファイバーとして、ポリイミドコート光ファイバーを使用することにより、 全領域がポリイミドでコートされたFBGセンサーアレイの製造も可能です。
ポリイミド再コートFBGセンサーの製作例
(画像をクリックしてご覧下さい)
   ポリイミドコート光ファイバーを使用すれば施工は比較的容易になりますが、それでも接着剤の選定や施工作業は結構大変です。 世界中にあるFBGセンサーの50%以上は不正確というエンジニアもいますが、このほとんどは不適切な接着剤を使用しているか、あるいは接着後の硬化が不十分なことに起因しています。
   この写真は、ポリイミドコート光ファイバーに製作したポリイミドを再コートFBGアレイをボルトに固定した一例です。 弊社では、エポキシ樹脂でボルトに接着固定することにより、信頼性の高いセンサーをご提供致しております。 ボルト間の耐引張り力 > 49N (保証値ではありません)ですので、一般的な用途として十分な強度があります。 屋内でコストをかけられない場合には、このタイプのセンサーがお勧めです。 センサー長・ファイバー長は注文時にご指定頂けます。
   耐水性・耐薬品性の優れたTg点90℃のエポキシ系接着剤を使用していますので、ある程度の悪環境でも使用可能です。 しかし、水の存在により、光ファイバーのクラック進展速度が速まり、寿命が短くなることが知られていますので、 屋外で長期間使用する場合には、ステンレス製フレキシブルチューブに封入することをお勧めします。

外径250μmのファイバーにポリイミド再コートFBGを製作した例です。 FBGサイズ、ファイバー長、およびFBGセンサー数は自由に設定可能です。

もちろん、左下図に示すような、従来から使用されているアクリル樹脂コートFBGも製作可能ですので、 お気軽にお問い合わせ下さい。

 なお、ポリイミド再コートFBGセンサーを温度計測やひずみ計測に応用した場合の精度・誤差に関する研究にご興味のある方は、 河本, FBG センサーアレイによる温度および歪計測, 出気学会資料, 光応用・視覚/計測合同研究会LAV-09-14/IM-09-14, pp63-66 (2009)をご覧下さい。

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