光ファイバーセンサーシステム

蛍光光ファイバー温度感知システム

蛍光光ファイバー温度センサーは、マルチモード光ファイバーと蛍光物体で構成されています。 (膜) その上に取り付けられた. その動作原理は、特定の波長の下で蛍光物質によって放出される蛍光エネルギーに基づいています。 (励起スペクトル) 光励起. 励磁解除後, 蛍光残光の持続性は蛍光体の特性や環境温度などの影響を受けます。. 蛍光は通常、指数関数的に減衰します, 減衰時定数は蛍光寿命または蛍光残光時間です (ns). さらに, 蛍光残光の減衰は環境温度によって異なります。. したがって, 環境温度は蛍光残光寿命を測定することで決定できます。.

この検知システムには複数の利点があります. まず最初に, コア技術は蛍光物質とそれに対応するシミュレーションアルゴリズムにあります. 技術原理も製品構造もシンプル, そして 温度測定用蛍光灯 使用される材料は次の温度で焼成されます。 1200 摂氏, 非常に長い寿命と安定した信頼性の高い動作特性を備えています。. 大規模な工業的大量生産に非常に適しており、産業分野で広く使用されています。. 第二に, 純粋な光ファイバープローブは本質安全性の特性を備えています, 高圧絶縁, 電磁干渉に対する耐性; システムはドリフトなく安定して動作し、その寿命全体にわたって校正や検証を必要としません。; モジュラー設計の採用, リソースを無駄にすることなく、いつでも柔軟にネットワーク化して無限に拡張できます。; デジタル出力とアナログ出力を装備, 自動化されたリアルタイム制御とデータ管理に便利です; プローブと復調器はコンパクトで柔軟です, 設置とメンテナンスが簡単. さまざまな応用分野で広く使用されています. 電力網の分野では, を監視するために使用できます。 開閉装置や変圧器などのホットスポットの温度, 温度異常をタイムリーに検出, 電力の安全かつ安定した運用を確保します; 実験室研究の分野では, 化学実験における反応系の温度変化を監視し、実験結果の精度を確保することが可能, そして生物学的実験では, 生体内の温度分布をモニタリングすることが可能, 医学研究者が生物の熱安定性を研究するのに役立ちます; 医療分野では, 手術中の患者の体温変化を監視して、スムーズな手術を確保できます。, リハビリテーションセンターで患者の回復状態を評価するために使用できます。. 加えて, 多くの特殊なシナリオにおいて独自の利点があります, 食品産業におけるチキンナゲットの内部温度を測定して、内部が調理され、焼成プロセス中に表面が焦げていないことを確認するなど; 電子産業で温度監視のためにマイクロ波環境で小型部品の精密な結合が行われる場合, 従来の熱電対温度計はマイクロ波の影響により正確に測定できません, 一方、蛍光ファイバー光温度センサーには、電磁干渉の影響を受けないという明らかな利点があります。. 実験によると、このシナリオでは, 光ファイバー温度計は正確に読み取り、外部要因の影響を受けません。, 熱電対温度計には大きな誤差がありますが、.

マルチドメイン関連アプリケーションの補足

前述の一般的なアプリケーション領域に加えて、, 蛍光光ファイバー温度センサー 他の業界でも重要な価値を持つ. 石油化学業界では, 製油所などの可燃性のある場所, 爆発物, 腐食性環境. 本質安全防爆と腐食 蛍光ファイバー光温度センサーの抵抗 パイプラインの温度を効果的に監視できるようにする, 反応容器, およびその他の機器, 生産プロセスが適切な温度条件下で確実に実行され、人員と設備の安全が保証されます。. 航空宇宙分野では, エンジンなどの主要コンポーネントの温度検出が可能, センサーには高い精度が必要です, 高温耐性, 電磁干渉耐性. 蛍光光ファイバー温度センサーはこれらの要件を正確に満たし、航空宇宙機器の動作の安全性と信頼性の向上に役立ちます。. 太陽光発電などの新エネルギー分野, ソーラーパネルで温度測定を実行し、温度データ取得を通じてエネルギー変換効率を最適化できます。. 温度が高くなりすぎて発電効率に影響が出る場合, タイムリーな調整措置を講じることができる. 要するに, 蛍光ファイバー光温度センサーの特性により、温度検出の特別な要件を持つ多くの分野で新しい応用シナリオを継続的に開拓することができます。.

分散型光ファイバーセンシングシステム

の 分散型光ファイバー センシングネットワークシステムはセンシングを統合したネットワークシステムです。, コントロール, およびその他の機能. センシング媒体として光ファイバーを使用, 波長などの特性を変化させることで外部の物理量を感知することができる, 段階, そして強度. 同時に, 光ファイバーは通信媒体として光ファイバーセンシングネットワークシステムとうまく統合できます. このシステムは電磁妨害防止の特性を持っています, 高い信頼性, 長距離分散監視も可能, 幅広い応用価値と市場の見通しを持っています.

技術的な観点から, 光ファイバーにおけるラマン効果やブリルアン効果などの非線形光学効果は、環境温度や圧力による応力の検出に使用されます。. 例えば, ラマン散乱は分散温度センシングに使用されます (DTS), ストークス帯域と反ストークス帯域の後方散乱光の強度の差を測定することで、ファイバーに沿った任意の位置の温度を正確に決定できます。; ブリルアン散乱の原理も同様です, 後方散乱光の波長は、外部温度と音響刺激によって予測可能な方法で影響を受けます。. このデータを同じ時点の温度の背景知識と組み合わせることで、, ファイバーが受けるひずみを正確に測定できる, 繊維のどの領域が影響を受けるかを分析できます.

さまざまな分野でかけがえのない役割を果たしています. セキュリティ監視の観点から, 非常に注目を集める光ファイバーセンシング技術の新しいデバイスです, 空港などの特別な場所の境界監視と警報を実現できます。, 国境, 基地, ポート, 等; 石油/ガスパイプラインおよび製油所石油パイプラインの安全監視; 軍事基地などの特殊な場所のトンネル掘削検知を実現可能, 刑務所, 銀行, そして原子力発電所, 潜在的な脅威をタイムリーに検出します; 政府内の光ケーブルの長距離分散監視機能, 銀行業, 諜報機関, その他の場所は従来のセンサーの到達範囲を超えています. 産業監視にも応用できます, 穀物倉庫や石油貯蔵所の温度スキャンなど、温度分布を包括的に把握し、より正確な監視を実現します。. 橋などのさまざまな構造物の分散温度およびひずみモニタリングにも使用できます。, ダム, トンネル, 等.

テクニカル指標と実用上の特徴について, それは分散型光ファイバーセンシング早期警報システムにはっきりと反映されています。. デュアルコア光路で設計されたシングルコア測位テクノロジーは、国際的な 3 コア測位テクノロジーと比較してファイバーリソースを節約し、測位精度を向上させます。; システムは2種類に分かれる: 表面フェンスのさまざまな用途シナリオに適応するフェンスタイプと埋め込みタイプ (錬鉄などの, 金網, フェンス, 壁, 等) そして地下 (草原などの, 砂利層, セメント床, そして普通の土); この警報システムは、光強度などの主要技術において同様の外国システムを上回っている。, 偏光状態, 偏光角, 光信号周波数, 段階, 光位相ロック, カオス ニューラル ネットワーク認識アルゴリズム, と融合技術; 真にパッシブなフロントエンドのセンシングと送信という利点があります。, 簡単な施工, そして低コスト (通常の通信用光ケーブルをセンサーとして利用); 複数の監視方法も利用可能です, 光ファイバーケーブル障害のリアルタイムの時間領域波形を表示できます。, 光ファイバーケーブルに沿った干渉音を監視する, さまざまな期間または距離での光ファイバーケーブル障害イベントの数をカウントする, ルートに沿った光ファイバーケーブルの障害を正確に分類して特定する, 地理情報図上にアラームを表示します; 応答時間などの技術指標には、対応するパラメータと要件があります。, 周波数応答, 光ファイバーの耐用年数, 警報確率, 誤報確率, 監視距離, 位置決め精度, および使用温度.

分散型光ファイバーシステムの新たな応用動向の補足

更なるテクノロジーの発展により、, の 分散型光ファイバーセンシングの応用シナリオ システムは常に拡大し、拡張されています. 都市鉄道の分野で, 地下鉄トンネル構造物の健全性状態を監視できる. 分散型光ファイバーセンサーをトンネル壁の内側または周囲に敷設することによって, トンネルのひずみや温度などの主要パラメータの変化をリアルタイムで検知可能. 構造的な変形がある場合 (おそらく地質変化によって引き起こされる, 地震, 等) または温度異常 (火災の危険など, 等), このシステムは、オペレータが安全事故の発生を防ぐための措置を講じるためのタイムリーなフィードバックデータを提供できます。. スマートグリッドの構築において, 分散型光ファイバーセンシングシステムは動的に監視可能 超高圧送電線. ラインの安全な動作を確保するために、従来の温度監視に依存するだけではありません。 (ライン温度が高いとライン損失が増加し、障害が発生しやすくなる可能性があるため), ラインの機械的特性も監視します (緊張感などの, 歪み, 等) 物理量による光ファイバーの特性変化を反映し、 光ファイバーセンサー, 電力網全体をよりインテリジェントかつ信頼性の高いものにします. 加えて, 海洋工学の分野には潜在的な応用と発展の可能性がある, 海底ケーブルの監視や海洋石油プラットフォームの構造健全性の監視など, 海洋資源の開発と利用を守るため.

ファイバーブラッググレーティング温度検知システム

ファイバーブラッググレーティングセンシング技術は、ファイバーブラッググレーティングをセンシング素子として使用し、光ファイバーを通じて物理量を測定します。, 温度検知は広く使用されている検知タイプです. ファイバーブラッググレーティング (FBG) 光ファイバーの原理を利用して作られた周波数選択性光反射板です。. 光源の励起下で, 光信号はファイバーを通ってグレーティングに到達し、反射されて戻ります。. 反射光強度と波長分布からFBGの検出量の変化を把握可能.

光ファイバーグレーティング温度検知の原理は、温度変化によって引き起こされるグレーティングブラッグ波長の変化に基づいています。. 反射スペクトルはCCDカメラで捕捉されます, 反射光信号は信号プロセッサによって処理され、温度測定が行われます。. 制御系に関しては, 温度制御システムがファイバーブラッググレーティングセンシング技術に基づいて構築されている場合, 主に4つの部分で構成されています: 信号取得, 信号処理, 制御モジュール, とアクチュエーター. 信号取得プロセスにおけるファイバーブラッググレーティングセンサーは、収集した信号を前処理のために信号処理モジュールに送信します。; 信号処理モジュールは収集された温度に基づいており、温度関連制御用のインクリメンタル PID コントローラーによって制御されます。; 制御モジュールは組み込みシステムを採用可能, 上位コンピュータと通信できる, 温度と制御基準のリアルタイム監視を実現, 他の高度なアプリケーションの開発にも使用されます; 実行機構にはDCモーターが含まれています, 可変周波数モーター, ステッピングモーター, 等.

ファイバーブラッググレーティング温度センサー 複数の利点がある. まず最初に, 感度が高いです, これはセンシング技術原理に関連しており、温度変化を正確に感知できます; 第二に, 外部電源を必要とせず、電磁干渉の影響を受けません。. 加えて, そのプローブは機械的抵抗に耐えることができます, 電磁, 化学干渉井戸, 石油やガスの探査などの過酷な環境条件でも物理量を確実に測定できます。 (多くの場合、複雑な電磁干渉や化学腐食環境が存在する可能性があります), 航空宇宙 (宇宙にはさまざまな複雑な放射線やその他の干渉源があり、機器の重量には特別な要件が必要です。), 医療診断 (医療環境における多数の周囲機器, 複雑な電磁環境と検出装置の安全性に対する高い要件), および産業プロセス制御 (産業上の電磁界環境やさまざまな化学物質の影響を受ける); そして安定性が高いという特徴があります, 光の強さやシミの影響を受けない, サイズが小さいなどのメリットも, 軽量, 速い応答時間, 電磁干渉防止, と強い耐食性, そのため、幅広いアプリケーションシナリオにおいて他のタイプのセンサーよりも競争力が高くなります。. 加えて, の ファイバーブラッググレーティング温度 注目すべきは位相感応検出に基づくセンシング技術. これは、一般的に使用されているファイバー ブラッグ グレーティング温度検知技術です。, 干渉計を使用してFBGの反射光をコヒーレントに干渉させます。 (ファイバーブラッググレーティング) 参照光を使って, それによりセンサーの感度と安定性が向上します。. サブミリケルビンレベルの超高感度を実現, 特に小さな温度変化を正確に測定するのに適しています。, 生物医学イメージングなど, マイクロ流体工学, そしてナノテクノロジー, 幅広い応用の可能性を秘めています.

ファイバーブラッググレーティング技術には特殊な材料の添加が含まれます

ファイバーブラッググレーティング温度検知システムの製造と応用, いくつかの特殊な材料または構造の研究と応用が含まれます. 光ファイバーグレーティングの製造には特別な要件があります, グレーティングの屈折率変化などの所望の光学特性を正確に達成するには、ファイバーコアとクラッドの材料組成を正確に制御する必要があります。. 例えば, ゲルマニウムなどの特定の元素をドープしたファイバーは、回折格子の性能を最適化できます。. センシング用途に関して, ファイバーブラッググレーティングの表面のコーティング材料に関する研究も絶えず深まっています。. 特殊なコーティング材料により、ファイバーブラッググレーティングの耐食性が向上したり、検出物質との相互作用が改善されたりすることができます。. 例えば, 腐食環境モニタリングの一部のアプリケーションシナリオでは, 耐食性と熱伝導性のポリマーコーティングをコーティングすることにより、, 格子自体は腐食しておらず、外部温度が格子領域にすぐに伝わります。, 測定をより正確にする. センサーの梱包材の選択と使用もあります。. 適切なパッケージング材料は、ファイバー ブラッグ グレーティングが複雑な外部環境で正常に動作しないように保護するだけではありません。 (高湿度など, 高圧, 等), だけでなく、熱伝導率への影響も最小限に抑えます。 ファイバーブラッググレーティングの温度測定. 例えば, 優れたシール性能を備えた複合材料, 適切な熱伝導率, 優れた剛性と靭性を備えており、パッケージングに使用できます。.

光ファイバーセンサーシステムの概要

光ファイバーセンサーシステムは、光ファイバーを利用したセンシングシステムです。, 蛍光ファイバー光温度検知システムなど各種取り揃えております, 分散型光ファイバーセンシングシステム, 光ファイバー格子温度検知システム, 等. それぞれのタイプは原理的に異なる特性を持っています, 構造, パフォーマンス, 等. さまざまなアプリケーションシナリオに適応する.

原則として, 光の特性の変調を利用することです (波長など, 強度, 段階, 等) 光がファイバー内を伝播する際に、ファイバー自体またはファイバー内の物質によって外部環境変化の情報を反映します。, これにより、センシングと測定の目的が達成されます。. 例えば, 前述した蛍光ファイバーの温度センシングは、蛍光の残光寿命と温度の関係に基づいています。; 分散型光ファイバーセンシングは、ラマン散乱やブリルアン散乱などの現象を利用し、光の強度の違いや波長の変化を通じて温度やひずみなどの物理量を測定します。; ファイバーブラッググレーティングの温度検知は、温度によって引き起こされるグレーティングブラッグ波長の変化に依存して温度を検知します。.

構造的に, 制度によって違いはありますが、, 通常、光ファイバーを中心に構築されています. 蛍光灯 ファイバー温度感知システム ファイバーの先端にある蛍光物質モジュールで構成されています, ファイバー伝送部, 温度検知やその他の機能を実現するための信号復調器; 分散型光ファイバーセンシングシステムのネットワーク全体の構築には、運用時の光ファイバーネットワークのレイアウトが含まれます。, さまざまな機能のために光ファイバーネットワークに接続されたモジュールコンポーネント (買収などの, 処理, 等), 等. 連続的な長距離分散測定機能を実現できる構造でなければなりません。; 光ファイバーグレーティング温度検知システムは、光ファイバーグレーティングを中心に構築されています。, 回折格子からの反射光を収集して分析するための関連光学コンポーネント, 追加の回路モジュールによる温度感知制御システム全体の構造.

性能面では, 3 つのシステムは異なる評価基準に直面しています. 蛍光ファイバー光温度感知システムは、さまざまな温度範囲での測定精度に焦点を当てています。, システム全体の安定性 (生涯を通じて校正や検証が不要であるという重要な安定性の利点など), およびプローブのさまざまなプロパティ (断熱材などの, 耐食性, 安全性, 等); の 分散型光ファイバーセンシング システムは位置決め精度を必要とします, 監視距離, 周波数応答, 等. 長距離測定用, 長距離および大規模な安全監視などのアプリケーションシナリオで役割を果たすことができます。; ファイバーブラッググレーティング温度検知システムは、主にセンサーの感度と耐干渉性能に焦点を当てています。 (電磁妨害など, 化学的環境干渉, 等), さまざまな対象アプリケーション分野でセンサーを使用できる利便性だけでなく、 (サイズや重量が特殊な環境での設置や使用に与える影響など, 等).

光ファイバーセンサーシステムは、工業生産などのさまざまな分野で幅広い用途があります。, エネルギー, コミュニケーション, 安心と安全, 航空宇宙, 生物医学, 等. 電磁干渉に抵抗する固有の能力によるもの, 複数の物理量の測定の可能性, さまざまな環境での適応力. 例えば, 工業生産において, 温度を監視する, 歪み, 複雑な電磁場環境における機器のその他の状態は、光ファイバーセンサーシステムを使用して達成できます。, これにより、工業生産プロセスの自動化と、機器の使用状況を監視するためのタイムリーな警告とメンテナンスのニーズが確保されます。; エネルギー分野では, 石油やガスのパイプライン、送電線などの施設の監視と安全な運用の確保は、光ファイバーセンサーシステムによって改善できます。; 安心・安全の面では, 光ファイバーセンシングシステムは、周囲と主要施設の周囲に展開可能 (原子力施設など) 防御および監視能力を強化するため.

補足 光ファイバーセンサーシステムの開発動向

材料科学の発展に伴い, 光学技術およびその関連分野, 光ファイバーセンサーシステムは高感度化を目指している, より高い精度, 大規模なネットワーキング, 複雑な環境へのより強い適応力. 新しい光ファイバー材料は常に開発されています, 損失が少なく、光学性能が高いなどの利点があります。, あらゆる面で光ファイバーセンサーシステムのパフォーマンスを大幅に向上させます。. 例えば, 特殊な光ファイバーの開発により、高温や強い腐食などの非常に過酷な環境でもセンサーが正確かつ安定して動作することが可能になります。. 多機能統合という点では, 将来の光ファイバーセンサーシステムは、単一の物理量の測定に限定されない可能性があります (温度やひずみなど). センサーシステムは複数の物理量を同時に検出し、包括的な分析を実行して、より有用な情報を取得できます。. これには、統合光学系やインテリジェントアルゴリズムなどの対応する技術のさらなる開発が必要です。. 大規模ネットワークアプリケーションに関して, 5Gやモノのインターネットなどの新世代通信技術の発展に伴い, 光ファイバーセンサーシステム, 大量の生データを提供でき、従来のセンサーよりも多くの利点がある監視方法として, 将来的にはスマートファクトリーやスマートシティなどの大規模ネットワーク化に向けたセンサーネットワークの構築において、ますます重要な役割を担うことになる.

各種光ファイバーセンサーシステムの比較

 

1、 原理特性の比較

蛍光光ファイバー温度感知システム: 蛍光物質の助けを借りて, 特定の光で励起された後の蛍光残光の光特性は温度に依存します。. 環境温度の変化により、蛍光残光の減衰モードが変化します。, 蛍光の残光寿命の長さを検出することで温度測定が可能. この原理は、蛍光物質と光の間のエネルギー変換と放射特性に基づいています。, それは非常にユニークです. 光ファイバーは主に励起光伝送と蛍光伝送のチャネルとして機能します。, センシングのためにファイバー自体の光散乱や反射現象に依存しません。, 他の 2 つのシステムとは異なります. この原理に基づくシステムの感度は、特定の蛍光物質の選択と最適化アルゴリズムに従って調整できます。, しかし対照的に, 温度変化に対するその応答は、蛍光物質の固有の特性により大きく依存します。, そして理論的な物理メカニズムは光と物質の間の微視的な相互作用に直接関係しています。.
分散型光ファイバーセンシングシステム: 光ファイバーそのものの特性を常時監視媒体として最大限に活用, 光ファイバーにおけるラマン散乱やブリルアン散乱などの非線形光学効果の利用. ラマン散乱機構の下で, ストークスバンドと反ストークスバンド間の後方散乱光の強度の差を測定して、ファイバーの特定の位置の温度を決定します。; ブリルアン散乱が発生する場合, それは外部要因の影響に基づいています (温度やひずみなど) 後方散乱光波の波長を解析し、光ファイバーのひずみなどの物理量を把握する. 光ファイバー固有の散乱現象に基づくこの原理により、追加の感知物質や構造をファイバーに追加する必要がなく、ファイバーに沿った物理量の連続的かつ分散したモニタリングが可能になります。. この原理により、その監視は光ファイバーに沿って分散された継続的な情報取得方法であることがわかります。, より長い距離を測定できる. しかし, 物理的原理により、全体的な精度が弱い散乱信号やノイズなどの要因によって影響を受けることが決まります。.
ファイバーブラッググレーティング温度検知システム: これは、温度変化によりファイバーブラッググレーティングのブラッグ波長が変化するという原理に基づいて動作します。. この波長変化は非常に正確です, 反射光の波長やスペクトルの変化を測定することで温度変化を認識できます。. コアコンポーネント, ファイバーブラッググレーティング, 光ファイバー内に人工的に作製された周期的な屈折率変化構造です。. 光に特定の反射パターンを生成し、温度に大きく影響されるのはまさにこの構造です。. 特殊な光学構造に基づく光反射の波長変調原理により、センサーの高精度と安定性を実現, 他の光学システムと統合して、より高感度の検出を実現できます。. しかし, 回折格子構造の製造の複雑さと安定性の要件によるもの, システムは、大規模な生産コストや過酷な環境の観点から、特定のアプリケーションの制限に直面する可能性があります。 (ここで、ブラッグ波長は外部要因の影響を受け、温度に起因しない偏差が生じるリスクがあります。).

2、 構造の複雑さの比較

蛍光光ファイバー温度感知システム: 構造は比較的シンプルです. 主に3つの部分から構成されています: プローブ (マルチモードファイバーとトップ蛍光材料), 伝送ファイバー, および信号復調器. 蛍光物質は光ファイバーの先端のみに存在, 伝送ファイバーから励起光を直接受信し、励起された蛍光をファイバーを通じて復調器に伝送します。. このタイプのデバイス構造は比較的単純で機能が明確です。, 異なる部品間の明確なモジュール性とシンプルで簡単な製造プロセス. 蛍光体を組み込んでファイバーの端に付けるという作業もありますが、, 全体的な複雑さはそれほど高くありません. 大規模な生産プロセスの制御は比較的容易です, 互換性が良い, さまざまなプローブと柔軟に組み合わせて使用​​できます. さまざまな単純または複雑な環境での測定用にプローブをレイアウトするのに便利です.
分散型光ファイバーセンシングシステム: 構造的により複雑. 光ファイバーネットワークを中心に多機能な検知・分析システムを構築. 光ファイバーそのものの選定から敷設まで (異なる環境における繊維特性の違いを考慮する, 通常の通信用光ケーブルの利用やその他の資源活用方法も含む), 光ファイバーケーブルに沿った多数のセンシングおよび監視エリアの位置決めおよび分析モジュールの分散設置. 基本的な信号の生成と送信だけでなく、, ただし、複雑な光信号検出も必要です, さまざまな物理量の影響下での光波信号の復調と解析. 例えば, 分割・干渉処理が必要な光パスモジュール, 高速DSP処理や振動信号の解析を伴う複雑な電子信号処理部品を搭載し、正確な位置決めやイベント判定を実現します。, ネットワークシステム全体の複数の機能モジュールが連携して、地域をまたがる長距離にわたる温度やひずみなどのさまざまな物理量の分散監視と分析を実現します。. したがって, 構造の複雑さは比較的高い. この構造の特定のリンクで障害またはパフォーマンスの低下が発生すると、, トラブルシューティングと修復のプロセスは比較的面倒です, しかし、一旦構築が成功すると, 強力な分散監視機能を実行できます.
ファイバーブラッググレーティング温度検知システム: 構造は適度に複雑です. コアは光ファイバーグレーティングコンポーネントです, また、光ファイバーグレーティング自体の製造にはフォトリソグラフィーなどの特殊なプロセスが必要です。. しかし, 分散型光ファイバーセンシングシステムとの比較, 複雑な分散監視マルチポイント処理メカニズムを必要としないため、その構造は比較的シンプルです。. しかし, 完全な温度感知システムを形成する場合, 反射光を処理・分析するための光源や装置との連携も必要 (CCDカメラなど, 信号プロセッサ, および、温度情報を取得するために格子反射に基づいて光信号変化を収集および処理するために使用されるその他の機器). 加えて, 温度制御システムを構築する場合, 全体的な制御機能を実現するには、制御モジュールやアクチュエータなどのコンポーネントを追加する必要があります. コンポーネントの数は分散型光ファイバーセンシングシステムほど多くはありませんが、, 全体の構造には、ファイバーブラッググレーティング関連の光学コンポーネントと補助回路制御間の正確なマッチングと共同作業が必要です。, 検出, およびその他のリンク. システムの統合およびデバッグ中には、特定の複雑さの要件もあります。.

3、 パフォーマンス指標の比較

蛍光光ファイバー温度感知システム:
測定精度: システムの測定精度は、さまざまなニーズに応じて調整できます, 一般的に使用される精度範囲は± 0.05 ℃ – ± 1 ℃. さまざまな製品, アプリケーションシナリオ, 等. さまざまな精度レベルを採用します, しかし全体的には, 一定の範囲内で多くの業界のニーズといくつかの特殊なシナリオに対応できます。. しかし, その精度は依然として、蛍光物質の安定性や測定アルゴリズムの最適化の程度などの要因に相対的に依存します。. ファイバーブラッググレーティングセンサーとの比較, のギャップがあるかもしれない 1 高精度分野で.
測定範囲: 温度測定範囲が比較的広い, 4つのセクションに分かれている: -40 ℃ -+80 ℃- 40℃ – +250℃；- 40℃ – +400℃；+ 20 ℃ -+60 ℃ (医学), 低温から高温までの温度範囲要件に適応可能, 通常の民間環境から特殊な医療および健康環境まで, その他多くの使用シナリオ.
耐干渉性能: 強力な電磁妨害防止能力. 光ファイバー自体が電気的に絶縁されていることと、蛍光物質の内部発光や検出原理が電磁干渉と無関係であるため, 高電圧や複雑な電磁界環境でも安定して動作します。 (変電所内の高圧機器付近の機器の温度監視など). 同時に, オール光ファイバープローブは金属部品を腐食しないため、さまざまな腐食環境に適応できます。. この抗干渉の利点により、さまざまな電気環境への適応性も高くなります。, 磁気, および化学環境, 化学作業場内の物質の温度測定など.
分散型光ファイバーセンシングシステム:
測定精度: 精度の面では, ラマン散乱やブリルアン散乱などの複雑な物理メカニズムにより、比較的制限されます。, 環境ノイズやファイバー性能の変化などのさまざまな要因. 温度測定時, 長距離かつ大規模な監視が可能ですが, 専用の高精度温度センサーに比べて精度は比較的劣ります. 例えば, 長距離石油パイプラインの安全監視, 温度精度の主な要件は、広範囲の温度異常を検出することです, また、温度の数値精度の絶対精度の要件は必須条件ではありません。.
測定範囲: 温度とひずみの監視において広い適応範囲を持つことができます, ただし、具体的な値は光ファイバーの種類などのさまざまな要因に依存することがよくあります。, システムで使用される光源, そして検出装置. 例えば, 室温から特定の高温または低温までの産業環境における関連パラメータによって引き起こされる構造ひずみと温度ひずみを監視するために使用できます。.
耐干渉性能: 電磁干渉に対する耐性は重要な利点です, 強い電磁場環境でも干渉せずに動作できるため. 同時に, 光ファイバー自体は受動的感知および伝送媒体です, 危険な場所でも安全に作業できるようにするため (ガス爆発やその他の危険を防ぐためにトンネルの構造と温度を監視する地下炭鉱など, 電気火花などの電気的リスクがありません). しかし, 比較的言えば, ファイバー自体の損傷や環境干渉に対してより敏感です。 (繊維の過度の伸びや曲がりなど, 地域環境の大きな変動 ファイバーに沿った温度, 散乱信号に対する測定効果). この影響を軽減するための設計方法は数多くありますが、, 性能評価における安定性は依然として課題である.

ファイバーブラッググレーティング温度検知システム:

測定精度: 高い測定精度を持っています, これは、ファイバーブラッググレーティング波長の非常に正確な温度変調の原理に基づいています。. 例えば, 高精度が要求されるシナリオでその利点を発揮できます。, 精密機器や生体内の狭い領域の温度監視など. サブミリケルビンレベルの超高感度検出を実現, 精密機器や装置の温度監視で正確なデータを提供します。, 生物医学分野での温度変化が非常に微妙な検出シナリオも同様です.
測定範囲: 多くのシナリオのニーズを満たすことができますが、, 極端な高温または低温条件下での光学材料と回折格子構造の安定性に重大な課題をもたらします。, 測定範囲は蛍光ファイバー温度検知システムほど広くありません。. しかし, 特別な製造とさまざまなファイバーブラッググレーティングに最適化された設計により、測定範囲を部分的に拡大して、より多くの種類のシナリオのニーズを満たすことができます.
耐干渉性能: 強力な電磁妨害防止能力, 外部接続が不要な電流と安定した光反射測定原理により, 外部電磁干渉による影響が少ない. 通常の産業環境における温度安定性を監視可能, 医療機器の電子環境, 複数の電磁装置が共存するいくつかの基礎科学研究環境. しかし, 比較的精密な構造のため, ファイバーブラッググレーティングは、外部条件によっては測定性能に影響を与える可能性があります (グレーティング構造に損傷を与える可能性のある重大な物理的衝撃や歪みなど). しかし, 通常の状況下では, 明らかな物理的損傷のリスクが回避される限り, 全体的な抗干渉能力は強力です.

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