systèmes de capteurs à fibre optique

Fluorescent fiber optic temperature sensing system

The fluorescent fiber optic temperature sensor consists of a multimode fiber optic and a fluorescent object (film) mounted on top of it. Its working principle is based on the fluorescence energy emitted by a fluorescent substance under specific wavelength (spectre d'excitation) light excitation. Après l'annulation de l'excitation, the persistence of the fluorescence afterglow is affected by factors such as the characteristics of the fluorescent substance and environmental temperature. The fluorescence usually decays exponentially, et la constante de temps de décroissance est la durée de vie de la fluorescence ou le temps de rémanence de la fluorescence (ns). De plus, the fluorescence afterglow decay varies at different environmental temperatures. Donc, the environmental temperature can be determined by measuring the fluorescence afterglow lifetime.

This sensing system has multiple advantages. Premièrement, the core technology lies in fluorescent substances and corresponding simulation algorithms. The technical principle and product structure are simple, et le temperature measuring fluorescent material used is calcined at 1200 degrés Celsius, which has extremely long lifespan and stable and reliable working characteristics. It is very suitable for large-scale industrial mass production and widely used in the industrial field. Deuxièmement, pure fiber optic probes have the characteristics of intrinsic safety, isolation haute tension, et résistance aux interférences électromagnétiques; The system operates stably without drift and does not require calibration or verification throughout its entire lifespan; Adopting modular design, it can be flexibly networked and infinitely expanded at any time without causing resource waste; Equipped with digital and analog outputs, it is convenient for automated real-time control and data management; La sonde et le démodulateur sont compacts et flexibles, facile à installer et à entretenir. Il est largement utilisé dans divers domaines d'application. In the field of power grid, il peut être utilisé pour surveiller le température des points chauds tels que les appareillages de commutation et les transformateurs, detect temperature anomalies in a timely manner, et assurer le fonctionnement sûr et stable de l'alimentation électrique; Dans le domaine de la recherche en laboratoire, il est possible de surveiller les changements de température des systèmes de réaction dans les expériences chimiques pour garantir l'exactitude des résultats expérimentaux, et dans des expériences biologiques, il est possible de surveiller la répartition de la température à l'intérieur de l'organisme, qui aide les chercheurs en médecine à étudier la stabilité thermique des organismes; Dans le domaine médical, les changements de température des patients peuvent être surveillés pendant la chirurgie pour garantir le bon fonctionnement, et peut être utilisé dans les centres de réadaptation pour évaluer l’état de récupération du patient. En outre, it has unique advantages in many special scenarios, such as measuring the internal temperature of chicken nuggets in the food industry to ensure that the interior is cooked and the surface is not burnt during the baking process; When precise coupling of small components is carried out in the electronic industry in a microwave environment for temperature monitoring, traditional thermocouple thermometers cannot accurately measure due to the influence of microwaves, while fluorescent fiber optic temperature sensors have obvious advantages of not being affected by electromagnetic interference. Experiments have shown that in this scenario, fiber optic thermometers read accurately and are not affected by external factors, while thermocouple thermometers have large errors.

Multi domain related application supplement

In addition to the common application areas mentioned earlier, capteurs de température fluorescents à fibre optique also have important value in other industries. In the petrochemical industry, places such as refineries have flammable, explosif, and corrosive environments. The intrinsic safety and corrosion resistance of fluorescent fiber optic temperature sensors enable them to effectively monitor the temperature of pipelines, reaction vessels, et autres équipements, ensuring that the production process is carried out under appropriate temperature conditions and the safety of personnel and equipment is guaranteed. Dans le domaine aérospatial, temperature detection can be performed on key components such as engines, which requires sensors to have high accuracy, résistance aux hautes températures, et résistance aux interférences électromagnétiques. Fluorescent fiber optic temperature sensors can precisely meet these requirements and help improve the safety and reliability of aerospace equipment operation. In the field of new energy such as solar power generation, temperature measurement can be carried out on solar panels to optimize their energy conversion efficiency through temperature data acquisition. Once the temperature is too high and affects the power generation efficiency, timely adjustment measures can be taken. En bref, the characteristics of fluorescent fiber optic temperature sensors enable them to continuously open up new application scenarios in many fields with special requirements for temperature detection.

Système de détection à fibre optique distribué

Le fibre optique distribuée sensing network system is a network system that integrates sensing, contrôle, and other functions. It uses optical fiber as a sensing medium, which can sense external physical quantities by changing its characteristics such as wavelength, phase, and intensity. En même temps, optical fiber can be well integrated with optical fiber sensing network systems as a communication medium. This system has the characteristics of anti electromagnetic interference, haute fiabilité, and long-distance distributed monitoring, and has broad application value and market prospects.

From a technical perspective, nonlinear optical effects such as Raman and Brillouin effects in fiber optics are used to detect environmental temperature and pressure induced stress. Par exemple, Raman scattering is used for distributed temperature sensing (ETD), which can accurately determine the temperature at any given position along the fiber by measuring the difference in the intensity of backscattered light in the Stokes and anti Stokes bands; The principle of Brillouin scattering is similar, where the wavelength of backscattered light is influenced by external temperature and acoustic stimuli in a predictable manner. By combining this data with temperature background knowledge at the same point, the strain experienced by the fiber can be accurately determined, and which areas of the fiber are affected can be analyzed.

It plays an irreplaceable role in many fields. In terms of security monitoring, it is a highly eye-catching new device of fiber optic sensing technology, which can achieve perimeter monitoring and alarm for special locations such as airports, borders, socles, ports, etc.; Safety monitoring of oil/gas pipelines and refinery oil pipelines; It can achieve tunnel excavation detection for special locations such as military bases, prisons, banques, et centrales nucléaires, and timely detect potential threats; The long-distance distributed monitoring capability for optical cables in government, banking, intelligence agencies, and other locations is beyond the reach of traditional sensors. And it also has applications in industrial monitoring, such as temperature scanning of grain warehouses and oil depots to comprehensively understand temperature distribution and achieve more accurate monitoring. It can also be used for distributed temperature and strain monitoring of various structures such as bridges, barrages, tunnels, etc..

In terms of technical indicators and practical application characteristics, it is clearly reflected in a distributed fiber optic sensing early warning system. The single core positioning technology designed with a dual core optical path saves fiber resources and improves positioning accuracy compared to the international three core positioning technology; The system is divided into two types: fence type and buried type to adapt to different application scenarios of surface fences (comme le fer forgé, wire mesh, fences, walls, etc.) et sous terre (comme les prairies, gravel layers, sols en ciment, and ordinary soil); Le système d'avertissement surpasse les systèmes étrangers similaires dans des technologies clés telles que l'intensité lumineuse, état de polarisation, angle de polarisation, fréquence du signal optique, phase, verrouillage de phase optique, algorithme de reconnaissance de réseau neuronal chaotique, et technologie de fusion; Il présente les avantages d'une détection et d'une transmission frontales véritablement passives., construction facile, et à faible coût (utilisant des câbles optiques de communication ordinaires comme capteurs); Il existe également plusieurs méthodes de surveillance disponibles, qui peut afficher en temps réel les formes d'onde dans le domaine temporel des perturbations des câbles à fibres optiques, surveiller les bruits d’interférence le long du câble à fibre optique, compter le nombre d'événements de perturbation des câbles à fibres optiques à différentes périodes ou distances, classer et identifier avec précision les perturbations des câbles à fibres optiques le long du parcours, et afficher les alarmes sur des diagrammes d'informations géographiques; Il existe des paramètres et des exigences correspondants pour les indicateurs techniques tels que le temps de réponse, réponse en fréquence, durée de vie de la fibre optique, probabilité d'alarme, probabilité de fausse alarme, monitoring distance, précision de positionnement, et température de travail.

Supplément aux nouvelles tendances d'application des systèmes à fibre optique distribués

Avec le développement de la technologie, le scénarios d'application de détection distribuée par fibre optique les systèmes sont en constante expansion et extension. Dans le domaine du transport ferroviaire urbain, l'état de santé des structures des tunnels du métro peut être surveillé. En posant des capteurs à fibre optique distribués à l'intérieur ou autour des parois du tunnel, les changements de paramètres clés tels que la déformation et la température du tunnel peuvent être détectés en temps réel. S'il y a des déformations structurelles (peut-être causé par des changements géologiques, earthquakes, etc.) or temperature anomalies (such as fire hazards, etc.), the system can provide timely feedback data for the operator to take measures to prevent safety accidents from occurring. In the construction of smart grids, distributed fiber optic sensing systems can dynamically monitor ultra-high voltage transmission lines. They not only rely on traditional temperature monitoring to ensure the safe operation of the lines (as high line temperatures may increase line losses and make them prone to faults), but also monitor the mechanical properties of the lines (such as tension, souche, etc.) by reflecting changes in fiber optic characteristics caused by physical quantities through capteurs à fibre optique, making the entire power grid more intelligent and reliable. En outre, there are potential applications and development prospects in the field of ocean engineering, comme la surveillance des câbles sous-marins et la surveillance de la santé structurelle des plates-formes pétrolières offshore, sauvegarder le développement et l’utilisation des ressources marines.

Fiber Bragg Grating Temperature Sensing System

La technologie de détection des réseaux de Bragg à fibre utilise des réseaux de Bragg à fibre comme éléments de détection pour mesurer des quantités physiques à travers des fibres optiques., et la détection de la température est un type de détection largement utilisé. Réseau de Bragg en fibre (FBG) est un réflecteur optique sélectif en fréquence fabriqué selon le principe de la fibre optique. Sous l'excitation d'une source lumineuse, le signal optique atteint le réseau à travers la fibre et est réfléchi. Le changement dans la quantité de détection du FBG peut être déterminé à partir de l'intensité de la lumière réfléchie et de la distribution des longueurs d'onde..

The principle of fiber optic grating temperature sensing is based on the change in grating Bragg wavelength caused by temperature changes. The reflected spectrum is captured by a CCD camera, and the reflected light signal is processed by a signal processor to achieve temperature measurement. In terms of control system, if a temperature control system is built based on fiber Bragg grating sensing technology, it mainly consists of four parts: acquisition de signaux, traitement du signal, control module, and actuator. The fiber Bragg grating sensor in the signal acquisition process transmits the collected signals to the signal processing module for preprocessing; The signal processing module is based on the collected temperature and is controlled by an incremental PID controller for temperature related control; The control module can adopt an embedded system, which can communicate with the upper computer, achieve real-time monitoring of temperature and control standards, and be used for developing other advanced applications; The executing mechanism includes DC motor, variable frequency motor, stepper motor, etc..

Capteurs de température à réseau de Bragg à fibre have multiple advantages. Premièrement, it has high sensitivity, which is related to its sensing technology principle and can accurately sense temperature changes; Deuxièmement, it does not require an external power supply and is not affected by electromagnetic interference. En outre, its probe can resist mechanical, électromagnétique, and chemical interference well, and can reliably measure physical quantities in harsh environmental conditions such as oil and gas exploration (often with complex electromagnetic interference and possible chemical corrosion environments), aérospatial (avec divers rayonnements complexes et autres sources d'interférences dans l'espace et avec des exigences particulières en matière de poids de l'équipement), diagnostic médical (avec de nombreux appareils environnants dans les environnements médicaux, environnements électromagnétiques complexes et exigences élevées en matière de sécurité des équipements de détection), and industrial process control (affecté par les environnements de champs électromagnétiques et diverses substances chimiques dans l'industrie); Et il a les caractéristiques d'une grande stabilité, non affecté par l'intensité lumineuse et les taches, ainsi que des avantages tels que la petite taille, poids léger, temps de réponse rapide, anti-interférence électromagnétique, et forte résistance à la corrosion, ce qui le rend plus compétitif que les autres types de capteurs dans un large éventail de scénarios d'application. En outre, le température du réseau de Bragg en fibre la technologie de détection basée sur la détection sensible à la phase mérite d'être mentionnée. Il s'agit d'une technologie de détection de température à réseau de Bragg à fibre couramment utilisée., which uses an interferometer to coherently interfere the reflected light of FBG (réseau de Bragg en fibre) with the reference light, thereby improving the sensitivity and stability of the sensor. It has achieved ultra-high sensitivity at the sub millikelvin level, making it particularly suitable for precise measurement of small temperature changes, such as in biomedical imaging, microfluidics, and nanotechnology, and has broad application prospects.

Fiber Bragg Grating technology involves the supplementation of special materials

In the production and application of fiber Bragg grating temperature sensing systems, research and application of some special materials or structures are involved. The production of fiber optic gratings has special requirements, et la composition matérielle du cœur et de la gaine de la fibre doit être contrôlée avec précision afin d'obtenir avec précision les propriétés optiques souhaitées telles que les changements d'indice de réfraction du réseau.. Par exemple, des fibres dopées avec des éléments spécifiques comme le germanium peuvent optimiser les performances des réseaux. En termes d'applications de détection, la recherche sur les matériaux de revêtement à la surface des réseaux de Bragg à fibres s'approfondit également constamment. Des matériaux de revêtement spéciaux peuvent améliorer la résistance à la corrosion des réseaux de Bragg en fibre ou améliorer leur interaction avec la substance détectée.. Par exemple, dans certains scénarios d'application de surveillance de l'environnement de corrosion, en enduisant un revêtement polymère résistant à la corrosion et thermiquement conducteur, la grille elle-même n'est pas corrodée et la température extérieure peut être rapidement transmise à la zone de la grille, rendre la mesure plus précise. Il y a aussi la sélection et l'utilisation de matériaux d'emballage pour les capteurs. Des matériaux d'emballage appropriés peuvent non seulement empêcher le réseau de Bragg en fibre de fonctionner normalement dans des environnements externes complexes (comme une humidité élevée, haute pression, etc.), mais minimisez également l'impact sur la conductivité thermique pendant mesure de la température du réseau de Bragg à fibre. Par exemple, matériaux composites avec de bonnes performances d'étanchéité, coefficient de conductivité thermique approprié, et une bonne rigidité et ténacité peuvent être utilisées pour l'emballage.

Présentation des systèmes de capteurs à fibre optique

Le système de capteur à fibre optique est un système de détection basé sur des fibres optiques, y compris divers types tels qu'un système de détection de température à fibre optique fluorescente, système de détection distribué à fibre optique, fiber optic grating temperature sensing system, etc.. Each type has different characteristics in terms of principle, structure, performance, etc.. to adapt to different application scenarios.

En principe, it is to use the modulation of some characteristics of light (such as wavelength, intensité, phase, etc.) by the fiber itself or the substances inside the fiber when light propagates in the fiber to reflect the information of external environmental changes, thus achieving the purpose of sensing and measurement. Par exemple, the fluorescence fiber temperature sensing mentioned earlier is based on the relationship between fluorescence afterglow lifetime and temperature; Distributed fiber optic sensing utilizes phenomena such as Raman scattering and Brillouin scattering to measure physical quantities such as temperature or strain through differences in light intensity or wavelength changes; La détection de la température du réseau de Bragg à fibre repose sur les changements induits par la température dans la longueur d'onde du réseau de Bragg pour détecter la température..

Structurellement, bien qu'il existe des différences entre les systèmes, ils sont généralement construits autour de la fibre optique. The fluorescent système de détection de température à fibre se compose d'un module en matériau fluorescent au sommet de la fibre, une pièce de transmission par fibre, et un démodulateur de signal pour réaliser la détection de température et d'autres fonctions; L'ensemble de la construction du réseau du système de détection à fibre optique distribué comprend la disposition du réseau à fibre optique dans l'opération, composants du module connectés au réseau de fibre optique pour différentes fonctions (comme l'acquisition, traitement, etc.), etc.. La structure doit garantir la capacité de réaliser des fonctions de mesure distribuées continues sur de longues distances; The fiber optic grating temperature sensing system is built around the fiber optic grating, the relevant optical components for collecting and analyzing the reflected light from the grating, and the structure of the entire temperature sensing control system through additional circuit modules.

In terms of performance, the three systems face different evaluation metrics. The fluorescence fiber optic temperature sensing system focuses on the accuracy of measurement in different temperature ranges, the stability of the entire system (such as the important stability advantage of not requiring calibration and verification throughout the entire life), and the various properties of the probe (such as insulation, résistance à la corrosion, sécurité, etc.); Le détection distribuée par fibre optique system requires positioning accuracy, monitoring distance, réponse en fréquence, etc.. for long-distance measurement, afin qu'il puisse jouer un rôle dans des scénarios d'application tels que la surveillance de la sécurité à longue distance et à grande échelle; Le système de détection de température à réseau de Bragg à fibre se concentre principalement sur la sensibilité et les performances anti-interférences du capteur (comme les interférences électromagnétiques, interférence chimique avec l'environnement, etc.), ainsi que la commodité d'utiliser le capteur dans différents domaines d'application cibles (comme l'influence de la taille et du poids sur l'installation et l'utilisation dans des environnements spéciaux, etc.).

Les systèmes de capteurs à fibre optique ont une large gamme d'applications dans divers domaines tels que la fabrication industrielle, énergie, communication, sécurité et sûreté, aérospatial, biomedicine, etc.. en raison de leur capacité inhérente à résister aux interférences électromagnétiques, faisabilité de mesurer plusieurs grandeurs physiques, et adaptabilité dans différents environnements. Par exemple, dans la fabrication industrielle, surveiller la température, souche, et d'autres conditions d'équipement dans des environnements de champs électromagnétiques complexes peuvent être obtenues à l'aide de systèmes de capteurs à fibre optique, garantissant ainsi l'automatisation des processus de production industrielle et les besoins d'avertissement et de maintenance en temps opportun pour surveiller l'état d'utilisation des équipements; Dans le domaine de l'énergie, la surveillance et la garantie du fonctionnement sûr d'installations telles que les oléoducs, les gazoducs et les lignes de transport d'électricité peuvent être améliorées grâce à des systèmes de capteurs à fibre optique; En termes de sécurité et de sûreté, des systèmes de détection à fibre optique peuvent être déployés autour du périmètre et des installations clés (comme les installations nucléaires) renforcer les capacités de défense et de surveillance.

Tendances de développement supplémentaires des systèmes de capteurs à fibre optique

Avec le développement de la science des matériaux, technologie optique et autres domaines connexes, fiber optic sensor systems are moving towards higher sensitivity, une plus grande précision, larger scale networking, and stronger adaptability to complex environments. New fiber optic materials are constantly being developed, which have advantages such as lower losses and higher optical performance, greatly improving the performance of fiber optic sensor systems in all aspects. Par exemple, the development of special optical fibers enables sensors to work accurately and stably in extremely harsh environments such as high temperatures and strong corrosion. In terms of multifunctional integration, future fiber optic sensor systems may not be limited to measuring a single physical quantity (comme la température ou la contrainte). A sensor system can simultaneously detect multiple physical quantities and perform comprehensive analysis to obtain more useful information. This requires further development in corresponding technologies such as integrated optics and intelligent algorithms. In terms of large-scale networking applications, with the development of new generation communication technologies such as 5G and the Internet of Things, systèmes de capteurs à fibre optique, as a monitoring method that can provide a large amount of raw data and has more advantages than traditional sensors, will play an increasingly important role in the construction of sensor networks for large-scale networking such as smart factories and smart cities in the future.

Comparison of various fiber optic sensor systems

 

1、 Comparison of Principle Characteristics

Fluorescent fiber optic temperature sensing system: With the help of fluorescent substances, the light characteristics of their fluorescence afterglow depend on temperature after being excited by specific light. The change in environmental temperature will cause a change in the decay mode of fluorescence afterglow, and temperature measurement can be achieved by detecting the length of fluorescence afterglow lifetime. This principle is based on the energy conversion and radiation characteristics between fluorescent substances and light, which is quite unique. Fiber optics mainly serve as channels for excitation light transmission and fluorescence transmission, and do not rely on the optical scattering or reflection phenomena of the fiber itself for sensing, unlike the other two systems. The sensitivity of the system under this principle can be adjusted according to the specific fluorescent substance selection and optimization algorithm, but in contrast, sa réponse aux changements de température dépend davantage des caractéristiques inhérentes de la substance fluorescente, et le mécanisme physique théorique est directement lié à l'interaction microscopique entre la lumière et la matière.
Système de détection distribué à fibre optique: utiliser pleinement les caractéristiques de la fibre optique elle-même comme support de surveillance continue, utilisant des effets optiques non linéaires tels que la diffusion Raman et la diffusion Brillouin dans la fibre optique. Sous le mécanisme de diffusion Raman, la différence d'intensité lumineuse rétrodiffusée entre les bandes Stokes et anti-Stokes est mesurée pour déterminer la température à une certaine position de la fibre; Quand la diffusion Brillouin se produit, il est basé sur l'influence de facteurs externes (comme la température et la contrainte) sur la longueur d'onde de l'onde lumineuse rétrodiffusée pour saisir les grandeurs physiques telles que la déformation de la fibre optique. Ce principe basé sur le phénomène de diffusion inhérent aux fibres optiques permet une surveillance continue et distribuée des grandeurs physiques le long de la fibre sans qu'il soit nécessaire d'ajouter des substances ou des structures de détection supplémentaires à la fibre.. Ce principe détermine que sa surveillance est une méthode d'acquisition continue d'informations réparties le long de la fibre optique., et peut mesurer des distances plus longues. Cependant, le principe physique détermine que sa précision globale sera affectée par des facteurs tels que les faibles signaux diffusés et le bruit.
Fiber Bragg Grating Temperature Sensing System: Il fonctionne sur la base du principe selon lequel les changements de température provoquent des changements dans la longueur d'onde de Bragg du réseau de Bragg à fibre.. This wavelength change is very precise, and temperature changes can be perceived by measuring the wavelength or spectral changes of reflected light. The core component, réseau de Bragg en fibre, is a periodic refractive index changing structure artificially manufactured in optical fibers. It is precisely this structure that produces specific reflection patterns for light and is significantly affected by temperature. The principle of wavelength modulation of light reflection based on specific optical structures enables sensors to have high accuracy and stability, and can be integrated with other optical systems to achieve higher sensitivity detection. Cependant, due to the complexity and stability requirements of grating structure fabrication, le système peut être confronté à certaines limitations d'application en termes de coûts de production à grande échelle ou d'environnements difficiles (où la longueur d'onde de Bragg est affectée par des facteurs externes et il existe un risque de déviation non induite par la température).

2、 Comparaison de la complexité structurelle

Fluorescent fiber optic temperature sensing system: La structure est relativement simple. Il se compose principalement de trois parties: sonde (fibre multimode et matériau fluorescent supérieur), fibre de transmission, et démodulateur de signal. Les substances fluorescentes existent uniquement au sommet de la fibre optique, recevoir directement la lumière d'excitation de la fibre de transmission et transmettre la fluorescence excitée au démodulateur à travers la fibre. Ce type de structure d'appareil est relativement simple et fonctionnellement clair, avec une modularité claire entre les différentes pièces et un processus de fabrication simple et direct. Bien que cela implique également d'intégrer des substances fluorescentes et de les fixer aux extrémités des fibres, la complexité globale n'est pas élevée. Le processus de production à grande échelle est relativement facile à contrôler, a une bonne compatibilité, et peut être combiné de manière flexible avec différentes sondes à utiliser. Il est pratique de disposer les sondes pour les mesures dans divers environnements simples ou complexes.
Système de détection distribué à fibre optique: structurellement plus complexe. Le système a construit un système de détection et d'analyse multifonctionnel autour des réseaux de fibres optiques. De la sélection et de la pose des fibres optiques elles-mêmes (compte tenu des différences de propriétés des fibres dans différents environnements, y compris l'utilisation de câbles optiques de communication ordinaires et d'autres méthodes d'utilisation des ressources), to the distributed installation of numerous sensing and monitoring area positioning and analysis modules along the fiber optic cables. It not only includes basic signal generation and transmission, but also involves complex optical signal detection, optical wave signal demodulation and analysis under the influence of various physical quantities. Par exemple, optical path modules that require splitting and interference processing, as well as complex electronic signal processing parts that involve high-speed DSP processing and analysis of vibration signals to achieve precise positioning and event judgment, multiple functional modules in the entire network system work together to achieve distributed monitoring and analysis of various physical quantities such as temperature and strain over long distances across regions. Donc, the structural complexity is relatively high. Once a fault or performance degradation occurs in a certain link of this structure, the troubleshooting and repair process is relatively cumbersome, but once it is successfully constructed, it can play a powerful distributed monitoring function.
Fiber Bragg Grating Temperature Sensing System: The structure is of moderate complexity. The core is the fiber optic grating component, and the production of fiber optic gratings itself requires specialized processes such as photolithography. Cependant, compared to distributed fiber optic sensing systems, its structure is relatively simple because it does not require complex distributed monitoring multi-point processing mechanisms. Cependant, when forming a complete temperature sensing system, it is also necessary to cooperate with a light source and devices for processing and analyzing reflected light (such as CCD cameras, signal processors, and other equipment used to collect and process light signal changes based on grating reflection to obtain temperature information). En outre, when building a temperature control system, it is necessary to add components such as control modules and actuators to achieve overall control functions. Although the number of components is not as numerous as that of distributed fiber optic sensing systems, the overall structure requires accurate matching and collaborative work between fiber Bragg grating related optical components and auxiliary circuit control, détection, and other links. There are also certain complexity requirements during system integration and debugging.

3、 Comparison of performance indicators

Fluorescent fiber optic temperature sensing system:
Précision des mesures: The measurement accuracy of the system can be adjusted according to different needs, and the commonly used accuracy range covers ± 0.05 ℃ – ± 1 ℃. Different products, scénarios d'application, etc.. will adopt different accuracy levels, but overall, it can meet the needs of many industries and some special scenarios within a certain range. Cependant, its accuracy still depends relatively on factors such as the stability of the fluorescent substance and the degree of optimization of the measurement algorithm. Compared with fiber Bragg grating sensors, there may be a gap of 1 in the high-precision field.
Plage de mesure: The temperature measurement range is relatively wide, divided into four sections: -40 ℃ -+80 ℃- 40℃ – +250℃；- 40℃ – +400℃；+ 20 ℃ -+60 ℃ (médical), able to adapt to temperature range requirements from cold to high temperature, from ordinary civilian environments to special medical and health environments, and many other usage scenarios.
Anti interference performance: Strong anti electromagnetic interference ability. Due to the electrical insulation of the optical fiber itself and the fact that the internal luminescence and detection principle of fluorescent substances are not related to electromagnetic interference, it can still work stably even in high voltage and complex electromagnetic field environments (such as temperature monitoring of equipment near high voltage equipment inside power substations). En même temps, the all fiber optic probe can adapt to various corrosive environments because it does not corrode any metal parts. This anti-interference advantage also makes it highly adaptable to different electrical, magnétique, and chemical environments, such as measuring material temperature inside chemical workshops.
Système de détection distribué à fibre optique:
Précision des mesures: In terms of accuracy, it is relatively limited due to its complex physical mechanisms such as Raman and Brillouin scattering, ainsi que divers facteurs tels que le bruit ambiant et les changements dans les performances des fibres. En mesure de température, bien qu'une surveillance à longue distance et à grande échelle puisse être réalisée, la précision est relativement faible par rapport aux capteurs de température spécialisés de haute précision. Par exemple, dans la surveillance de la sécurité des oléoducs longue distance, la principale exigence en matière de précision de la température est de détecter une large gamme d'anomalies de température, et l'exigence d'une précision absolue de la précision numérique de la température n'est pas une condition nécessaire.
Plage de mesure: Il peut avoir une large plage d'adaptabilité en matière de surveillance de la température et des contraintes., mais les valeurs spécifiques dépendent souvent de divers facteurs tels que le type de fibre optique, la source de lumière utilisée dans le système, et le dispositif de détection. Par exemple, il peut être utilisé pour surveiller les contraintes structurelles et les contraintes thermiques causées par des paramètres pertinents dans des environnements industriels allant de la température ambiante à une certaine température élevée ou basse..
Anti interference performance: La capacité à résister aux interférences électromagnétiques est un avantage important, car il peut fonctionner dans des environnements de champs électromagnétiques forts sans interférence. En même temps, la fibre optique elle-même est un support de détection et de transmission passif, afin qu'il puisse fonctionner en toute sécurité dans certaines zones dangereuses (comme les mines de charbon souterraines pour surveiller les structures des tunnels et la température afin de prévenir les explosions de gaz et autres dangers, sans risques électriques tels que des étincelles électriques). Cependant, relativement parlant, il est plus sensible aux dommages causés à la fibre elle-même ou aux interférences environnementales (comme un étirement et une flexion excessifs de la fibre, large fluctuations in local environmental temperature along the fiber, and measurement effects on scattered signals). Although there are many methods in design to reduce this impact, stability remains a challenge in performance evaluation.

Fiber Bragg Grating Temperature Sensing System:

Précision des mesures: It has high measurement accuracy, which is based on the principle of extremely precise temperature modulation of fiber Bragg grating wavelength. Par exemple, it can demonstrate its advantages in scenarios that require high precision, such as precision equipment and temperature monitoring of small areas within living organisms. It can achieve ultra-high sensitivity detection at sub millikelvin level, and provide accurate data in temperature monitoring of precision instruments and equipment, as well as detection scenarios where temperature changes are extremely subtle in the biomedical field.
Plage de mesure: Bien qu'il puisse répondre aux besoins dans de nombreux scénarios, cela pose des défis importants en termes de stabilité des matériaux optiques et des structures de réseaux dans des conditions de températures extrêmement élevées ou basses., et sa plage de mesure n'est pas aussi large que celle des systèmes de détection de température à fibre fluorescente. Cependant, une fabrication spéciale et une conception optimisée pour différents réseaux de Bragg à fibres peuvent élargir partiellement la plage de mesure pour répondre aux besoins d'un plus grand nombre de types de scénarios.
Anti interference performance: Strong anti electromagnetic interference ability, en raison de son courant ne nécessitant pas de connexion externe et du principe de mesure de réflexion optique stable, il est moins affecté par les interférences électromagnétiques externes. Capable de surveiller la stabilité de la température dans des environnements industriels normaux, environnements électroniques pour équipements médicaux, et certains environnements de recherche scientifique fondamentale où coexistent plusieurs dispositifs électromagnétiques. Cependant, en raison de sa structure relativement plus précise, les réseaux de Bragg en fibre peuvent affecter leurs performances de mesure dans certaines conditions externes (tels qu'un impact physique important ou une contrainte susceptible d'endommager la structure de la grille). Cependant, dans des circonstances normales, pour autant que les risques évidents de dommages physiques soient évités, la capacité anti-interférence globale est forte.

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