ما هو قياس درجة حرارة الألياف الضوئية؟? لماذا نستخدم نظام قياس درجة حرارة الألياف الضوئية

نظرة عامة على قياس درجة حرارة الألياف البصرية
1、 ما هو قياس درجة حرارة الألياف البصرية
قياس درجة حرارة الألياف الضوئية هو تقنية تستخدم الألياف الضوئية كعناصر استشعار لقياس درجة الحرارة. الألياف الضوئية, المعروف أيضا باسم الألياف الضوئية, هي مادة دليل موجي عازلة أسطوانية شائعة الاستخدام. يتمثل جوهر تقنية استشعار الألياف الضوئية في اكتشاف الأهداف باستخدام الضوء كحامل مُقاس من خلال اتصالات الألياف الضوئية.

قياس درجة حرارة الألياف الضوئية التكنولوجيا لها أنواع متعددة. قياس درجة الحرارة على أساس النقطة هو نشر مسبار درجة حرارة واحد في مناطق رئيسية معينة من النظام للقياس.
1. استشعار درجة حرارة الألياف الضوئية الفلورية التكنولوجيا هي تقنية تتضمن طلاء مادة الفلورسنت على نهاية كابل الألياف الضوئية. عن طريق قياس وقت اضمحلال طاقة الفلورسنت والاستفادة من ارتباط درجة الحرارة لوقت الشفق الجوهري لمادة الفلورسنت, ويمكن الحصول على قيمة درجة حرارة النقطة المقاسة. انها مناسبة لمجموعة درجات الحرارة -50-200 ℃ ولها دقة حوالي ± 1 °C. يستخدم بشكل أساسي لقياس درجة الحرارة داخل المعدات الكهربائية ويتميز بخصائص الحجم الصغير, التكامل السهل, أداء موثوق, مقاومة التداخل الكهرومغناطيسي, أداء عزل جيد, تركيب مريح, والشبكات المرنة.

2. تعمل تقنية قياس درجة حرارة ألياف زرنيخيد الغاليوم على دمج مادة كريستال زرنيخيد الغاليوم في الطرف البعيد من الألياف كمسبار لدرجة الحرارة, يحقن الضوء الساقط في الجهاز القريب من الألياف, ويحصل على معلمات درجة الحرارة في المسبار من خلال تحليل طيف الضوء المنعكس. ميزته هي أنه يتم الحصول على درجة حرارة المسبار من خلال القياس الطيفي المطلق, دون الحاجة إلى المعايرة في الموقع. التحقيق لديه عالمية جيدة, ويمكن أن تتجاوز مسافة الاستشعار 500 متر. يتجاوز عمر مصدر الضوء والكشف عبر الإنترنت الاستقرار على المدى الطويل 30 اعوام, لكن التكلفة مرتفعة.

3. قياس صريف الألياف
يتم توصيل قياس درجة الحرارة بنقطة واحدة بشكل متسلسل على طول اتجاه انتشار الألياف الضوئية لتشكيل طريقة قياس تغطي اكتشاف درجة الحرارة متعددة النقاط. على سبيل المثال, في نظام قياس درجة الحرارة مع شبكات Bragg متعددة الألياف متصلة على التوالي, يتم تشكيل العديد من شبكات ألياف Bragg ذات أطوال موجية مركزية مختلفة عن طريق التعرض والحفر من خلال الأشعة فوق البنفسجية على طول الاتجاه الطولي للألياف الضوئية. عندما تتغير درجة الحرارة المحيطة لشبكة الألياف Bragg, يتغير أيضًا الطول الموجي لإشارة الانعكاس الشبكية. يحتوي هذا النظام على حجم مسبار صغير, الانحناء المناسب للمسار البصري, مقاومة الإشعاع الكهرومغناطيسي, وسهل القياس عن بعد. لكن, القوة الميكانيكية لشبكة الألياف Bragg منخفضة, ويتلف بسهولة في ظروف العمل المعقدة. تعتبر حساسية إزالة تشكيل الطول الموجي مشكلة أيضًا. إن انحراف الطول الموجي للضوء المنعكس الناجم عن ارتفاع درجة الحرارة بعشرات الدرجات لا يتجاوز 1 نانومتر. يشير القياس الموزع بالكامل إلى استخدام الألياف الضوئية كقناة لنقل الإشارات الضوئية وكمادة حساسة لدرجة الحرارة لإجراء التغيرات في درجات الحرارة. من خلال نشر جهاز مراقبة وألياف استشعار, يمكن تقليل تكلفة المراقبة لكل وحدة طول ألياف مع زيادة مسافة الاستشعار. إنه حل واعد للغاية لقياس درجة الحرارة الهندسية.

2、 لماذا نستخدم قياس درجة حرارة الألياف الضوئية؟

(1) المزايا في البيئات الخاصة

مكافحة التداخل الكهرومغناطيسي
في بعض البيئات ذات التداخل الكهرومغناطيسي القوي, مثل حول المعدات ذات الجهد العالي في أنظمة الطاقة, بالقرب من المحركات الكبيرة, أو في الأماكن ذات المعدات الإلكترونية الكثيفة, أجهزة استشعار درجة الحرارة التقليدية على أساس قياسات الإشارات الكهربائية (مثل المزدوجات الحرارية, الثرمستورات, الخ.) سوف تتأثر بالتداخل الكهرومغناطيسي, مما يؤدي إلى قياسات غير دقيقة أو حتى عدم القدرة على العمل بشكل صحيح. الألياف الضوئية نفسها هي وسيلة بصرية, والموجات الضوئية لا تولد تداخلاً كهرومغناطيسيًا, كما أنهم لا يخافون من التداخل الكهرومغناطيسي. لذلك, يمكن لتقنية قياس درجة حرارة الألياف الضوئية قياس درجة الحرارة بدقة في بيئات التداخل الكهرومغناطيسي القوية هذه, ضمان موثوقية واستقرار نتائج القياس.
السلامة الجوهرية
في البيئات القابلة للاشتعال والانفجار, مثل مواقع تخزين النفط والغاز في صناعة البتروكيماويات ومناجم الفحم تحت الأرض, قد تولد أجهزة استشعار درجة الحرارة الكهربائية التقليدية شرارات كهربائية بسبب مبدأ عملها الذي يتضمن إشارات كهربائية, والتي يمكن أن تسبب حوادث سلامة خطيرة مثل الانفجارات أو الحرائق. تصنع الألياف الضوئية من مواد عازلة مثل الزجاج أو البلاستيك, وهي غير مشحونة ولا تولد شرارات كهربائية أثناء عملية القياس. لذلك, تتميز تقنية قياس درجة حرارة الألياف الضوئية بخصائص أمان متأصلة ويمكنها قياس درجة الحرارة بأمان في هذه البيئات الخطرة, ضمان سلامة الأفراد والمعدات بشكل فعال.
مقاومة التآكل
في بعض البيئات الكيميائية القاسية, مثل ورش الإنتاج الكيميائي ومعدات المراقبة في البيئات البحرية, قد يحتوي الهواء على غازات أو سوائل أكالة, والتي يمكن أن تؤدي إلى تآكل أجهزة استشعار درجة الحرارة المعدنية التقليدية وتؤثر على عمر الخدمة ودقة القياس. تتمتع مواد الألياف الضوئية بمقاومة جيدة للتآكل ويمكن أن تعمل بثبات في مثل هذه البيئات الكيميائية القاسية لفترة طويلة, ضمان دقة واستمرارية قياس درجة الحرارة.

(2) مزايا في قياس الخصائص
دقة عالية وحساسية عالية
يمكن لتكنولوجيا قياس درجة حرارة الألياف الضوئية تحقيق قياس درجة الحرارة بدقة عالية وتلبية متطلبات دقة قياس درجة الحرارة في البيئات المعقدة المختلفة. على سبيل المثال, في تجارب البحث العلمي شديدة الحساسية للتغيرات في درجات الحرارة, أو في مراقبة درجة حرارة الرقائق الإلكترونية, فحتى التغيرات الصغيرة في درجات الحرارة يمكن أن يكون لها تأثير كبير على النتائج التجريبية أو أداء المعدات. يمكن لتقنية قياس درجة حرارة الألياف الضوئية التقاط هذه التغيرات الدقيقة في درجات الحرارة بدقة. كما تمكنها حساسيتها العالية من الاستجابة بسرعة للتغيرات في درجات الحرارة وتقديم تعليقات في الوقت المناسب بشأن معلومات درجة الحرارة, وهو أمر بالغ الأهمية في بعض سيناريوهات التطبيق التي تتطلب سرعة استجابة عالية لدرجة الحرارة, مثل مراقبة درجة الحرارة في بعض عمليات التفاعل الكيميائي.
مراقبة لمسافات طويلة وقياس متعدد النقاط

يمكن للألياف الضوئية تحقيق مراقبة مستمرة لدرجة الحرارة لعشرات أو حتى مئات الكيلومترات, ومن خلال أ الألياف البصرية الموزعة نظام قياس درجة الحرارة, ويمكن أيضًا تحقيق مراقبة درجة الحرارة في نقاط متعددة في وقت واحد. هذه الخاصية لها أهمية كبيرة في بعض عمليات إنشاء البنية التحتية والإنتاج الصناعي واسعة النطاق. على سبيل المثال, في مراقبة خطوط أنابيب النفط لمسافات طويلة, يمكن وضع الألياف الضوئية على طول خط الأنابيب لمراقبة درجة حرارة نقاط متعددة عبر خط الأنابيب مرة واحدة, والكشف في الوقت المناسب عن شذوذات درجة الحرارة الناجمة عن التسريبات, انسداد, أو التأثيرات البيئية الخارجية في خط الأنابيب; في إدارة درجة الحرارة في المباني الكبيرة, ويمكن أيضًا استخدام الألياف الضوئية لمراقبة درجة الحرارة في مواقع مختلفة داخل المبنى, تحقيق إدارة فعالة للطاقة وصيانة المعدات.

(3) مزايا أخرى

يمكن ربطها مع الأنظمة الأخرى
يمكن ربط نظام قياس درجة حرارة الألياف الضوئية بالحماية من الحرائق, أنظمة الإنذار, الخ. عند اكتشاف ارتفاع غير طبيعي في درجة الحرارة, يمكن تشغيل نظام الإنذار في الوقت المناسب لإخطار الموظفين المعنيين باتخاذ التدابير. في نفس الوقت, يمكن أيضًا تقديم معلومات درجة الحرارة إلى نظام الحماية من الحرائق للإنذار المبكر والوقاية قبل حدوث حريق. على سبيل المثال, في الأماكن ذات الكثافة السكانية العالية والتي تتركز فيها البضائع مثل مراكز التسوق الكبيرة والمستودعات, يمكن للربط بين قياس درجة حرارة الألياف الضوئية وأنظمة إنذار الحريق أن يحسن مستويات السلامة من الحرائق بشكل فعال ويقلل الخسائر الناجمة عن حوادث الحرائق.

سهولة نقل البيانات وتحليلها
لا يمكن للألياف الضوئية أن تعمل فقط كجهاز استشعار لدرجة الحرارة, ولكن أيضًا كوسيلة لقياس درجة الحرارة ونقلها, تمكين نقل البيانات عن بعد وتسهيل المستخدمين لعرض نتائج القياس ومعالجتها عن بعد. ويمكنه تحليل بيانات درجة الحرارة المجمعة لاستكشاف الأخطاء وإصلاحها بسهولة. في بعض شبكات المراقبة عن بعد أو شبكات مراقبة الأجهزة واسعة النطاق, يمكن أن تؤدي سهولة نقل البيانات وتحليلها إلى تحسين كفاءة الإدارة بشكل كبير, تقليل تكاليف الصيانة, واكتشاف المشكلات المحتملة والتعامل معها في الوقت المناسب.

مستشعر درجة حرارة الألياف البصرية, نظام مراقبة ذكي, الشركة المصنعة للألياف البصرية الموزعة في الصين