INNO光ファイバー温度センサー ,温度監視システム.
このガイドでは、以下について詳しく説明します。 分散型光ファイバーセンシング (DFOS), 重要なインフラを監視する革新的なテクノロジー. DFOSシステム, 含む 分布温度センシング (DTSの), 分散型振動センシング (DVSの), そして 分散型音響センシング (DASの), 光ファイバーを連続センサーとして利用, 長距離にわたるリアルタイムデータの提供. これらのシステムはその精度により優れています, 範囲, 電磁干渉に対する耐性. 大手プロバイダー, とか フジンノ, 多様な業界に合わせた高度なDFOSソリューションを提供.
分散型光ファイバーセンシング (DFOS) 業界が重要なインフラストラクチャとリソースを監視する方法が変わりつつある. 従来の点センサーとは異なります, DFOS は、 光ファイバー自体を連続センサーとして使用, 温度に関するリアルタイムデータの提供, 振動, 長距離にわたる音響イベント. この技術は高精度が要求される用途には不可欠です, 幅広いカバレッジ, 電磁干渉に対する耐性.
目次
DFOS: 概要
DFOS システムは光の原理に基づいて動作します 光ファイバー内での散乱. 使用される主な散乱メカニズムは次のとおりです。:
- ラマン散乱: 主に使用される用途 分布温度センシング (DTSの). 後方散乱光のアンチストークス成分とストークス成分の強度比は温度に直接関係します。.
- レイリー散乱: 用途 分散振動 センシング (DVSの) そして 分散型音響センシング (DASの). ファイバーの屈折率の微小な変化, によって引き起こされる ひずみや振動, 後方散乱光の位相を変える. この位相変化は、次のような技術を使用して検出されます。 位相に敏感な 光タイムドメイン 反射率測定 (Φ-OTDR).
- ブリルアン散乱: 温度センシングとひずみセンシングの両方に使用可能, よりも長距離の機能を提供します ラマン散乱. それは体内の光と音波の間の相互作用に依存しています。 ファイバ.
のような企業 フジンノ, これらの原理を利用して高精度で信頼性の高い機能を提供する洗練された DFOS システムを開発しました。 監視ソリューション.
詳細: 分布温度センシング (DTSの)
分布温度センシング (DTSの) システムが使用する ラマン散乱 温度分布を測定する 光ファイバーの全長に沿って. レーザーパルスはファイバーを介して送信されます. 戻ってくる光 (後方散乱) その後分析されます. ザ アンチストークス ラマン散乱光の一部は温度変化に非常に敏感です, 一方 ストークス 部分的には比較的安定している. アンチストークス信号とストークス信号の強度比を計算することによって, ザ ファイバーに沿った任意の点の温度 正確に判断できる.
DTS テクノロジーの利点:
| 特徴 | 利点 |
|---|---|
| 高い精度と安定性 | ±0.5℃以上の精度を実現, 細かい解像度で, 一貫したパフォーマンスを確保する. |
| 迅速な応答時間 | 素早い応答時間 (しばしば下に 1 秒) プロンプトを有効にする 温度の検出 バリエーション. |
| 広範囲にわたる | できること 温度の監視 単一の質問器ユニットを使用して数十キロメートルにわたって. |
| EMI/RFI耐性 | 光ファイバーセンサー 電磁および無線周波数の干渉に対して自然に耐性があります. |
| 本質的な安全性 | ファイバーの非導電性により、危険な場所での使用に適しています。. |
主要な DTS アプリケーション:
- 電源ケーブルの監視: 過熱部分の特定 高電圧 ケーブル.
- パイプラインの漏れ 検出: 温度変化による漏れの特定.
- 火災検知: 火災の早期警報を提供します.
- ダウンホール 温度監視: 石油・ガス井の増強 効率.
- プロセス容器の監視: 理想的な動作条件を維持する.
- データセンター 温度監視: IT機器の保護.
詳細: 分散振動/音響センシング (DVS/DAS)
分散型振動センシング (DVSの) そして 分散型音響センシング (DASの) 利用する レイリー散乱 特定して位置を特定する 光ファイバーに沿った振動. 集束されたレーザーパルスが送信されます, そして反射光が分析される. 振動によりわずかなひずみが生じます, 反射光に位相シフトを引き起こす. 位相感応性 光の時間 ドメイン反射率測定 (Φ-OTDR) これらの変化を検出します, 振動周波数に関する洞察を提供します, 強度, そしてソース.
DVS/DAS テクノロジーの利点:
| 特徴 | 利点 |
|---|---|
| 卓越した感度 | できること 振動の検出 ナノひずみレベルで. |
| 広い周波数範囲 | 振動を検知します 低周波の地震活動から高周波音まで. |
| 長距離性能 | 振動モニタリング 数十キロ以上. |
| 継続的な監視 | リアルタイムを提供します, 中断のない振動監視. |
| 正確な位置特定 | 振動イベントの発生源の位置を正確に特定します. |
| EMI/RFI耐性 | 本質的に本質的に 光ファイバー技術. |
主要な DVS/DAS アプリケーション:
- 境界侵入 検出: フェンスを侵害しようとする試みを検知.
- パイプライン TPI モニタリング: 検出中 パイプライン近くの無許可の掘削.
- 構造健全性モニタリング: 橋や建物のひずみを評価する.
- トラフィック監視: 車両の識別と分類.
- 鉄道監視: 列車の監視と線路の異常検知.
- 漏れの検出 (音響): 漏れ音の特定.
- フロー監視: 音のパターンを分析して流量を測定.
- プロセス監視: 産業用キャビテーションの検出 オペレーション.
よくあるご質問 (FAQ)
レイリー散乱 密度のわずかな変化によって引き起こされます。 繊維であり、ひずみと温度の両方に敏感です. ラマン散乱 光と分子振動の相互作用から生じ、主に温度に敏感です。. ブリルアン散乱 光と音響波の相互作用が関係します。 繊維であり、温度と歪みの両方に敏感です, ラマンよりも長距離を提供.
最大範囲は使用される特定のテクノロジーによって異なります. ラマンベース DTSシステム 通常は最大に達することができます 30-50 キロメートル, 一方、ブリルアンベースのシステムは次の範囲に拡張できます。 100 キロメートル. DAS システム レイリー散乱を使用すると長距離も実現可能, しばしば超える 50 キロメートル.
空間解像度 2 つの識別可能な測定点間の最小距離を指します。. 1メートル未満から数メートルまでの範囲があります, システムと構成に応じて.
キャリブレーションには通常、 既知の温度でのファイバー またはひずみ. これにより、 測定された光学的特性間の関係を確立するシステム 信号と物理パラメータ.
はい, DFOS システムは過酷な環境に最適です. ザ 光ファイバーは頑丈なケーブルで保護可能, 質問機ユニットは保護エンクロージャに収納可能. EMI/RFIに対する固有の耐性は大きな利点です.
標準的な通信ファイバーも使用できますが、, 専門化された 光ファイバーケーブル 感度を高め、過酷な環境でファイバーを保護するためによく使用されます。. これらのケーブルには異なるコーティングが施されている場合があります, ジャケット, または内部構造.
DFOSシステム 大きく生成する データ量. 高度なソフトウェアを使用して処理します, 分析する, このデータを視覚化します, リアルタイムのアラートと過去の傾向を提供する. このソフトウェアには、イベント検出などの機能が含まれていることがよくあります。, ロケーションマッピング, データフィルタリング.
DFOS システムは通常、最小限のメンテナンスを必要とします。. ザ 光ファイバー それ自体は受動的であり、寿命が長い. 質問器ユニットには定期的なチェックと校正が必要な場合があります, ただし、全体的なメンテナンスコストは通常低いです.
DTSの (分布温度センシング) ファイバーに沿った温度変化を測定します, その間 DASの (分散型音響センシング) 振動と音響信号を測定します. DTS は通常、ラマン散乱を使用します。, DAS はレイリー散乱を使用しますが、.
一部の構成では技術的には可能ですが、, 別々に使用するのが一般的です ファイバーまたは専用チャネル DTS および DAS 用のマルチコア ファイバー内で、各センシング モダリティのパフォーマンスを最適化します。. いくつかの 先進的なシステム 単一のファイバで両方の測定を同時に実行できるものが登場しています, しかし、これはまだ発展途上の領域です.
結論
分散 光ファイバーセンシング (DFOS) 重要なインフラストラクチャと資産を監視するための強力で多用途なアプローチを提供します. ラマンの基礎となる原理を理解することで, レイリー, とブリルアン散乱, および DTS の具体的な機能, DVSの, そして DAS システム, 組織はこのテクノロジーを活用して安全性を強化できます, 運用を最適化する, 貴重な資源を保護します. のような企業 フジンノ DFOS イノベーションの最前線にいます, さまざまな業界の進化するニーズを満たす高度なソリューションと専門知識を提供します.