光ファイバー温度センサー: 蛍光, 分散 & FBGソリューション 2026

1. 光ファイバー温度検知とは何ですか?

光ファイバー温度センシング 従来の電気センサーの代わりに光ファイバーを感知媒体として利用する、熱モニタリングへの革新的なアプローチを表します。. 従来の熱電対や測温抵抗体とは異なります。, 光ファイバー温度センサー 光信号を通じて温度情報を送信する, 電気的に厳しい環境において固有の利点を提供.

基本原理には、光ファイバーを使用して、蛍光減衰時間によるかどうかにかかわらず、温度によって引き起こされる光特性の変化を検出することが含まれます。, ラマン散乱強度, ブリルアン周波数シフト, またはブラッグ波長ドリフト. この光学的アプローチにより、電磁干渉に対する耐性を提供しながら、電気的安全性への懸念が解消されます。.

3 つの主流テクノロジーが市場を支配: 蛍光光ファイバーセンサー 正確な点測定用, 分散型温度センシング (DTSの) 継続的な線形モニタリング用, そして ファイバーブラッググレーティング (FBGの) センサー 準分散型マルチポイントアプリケーション向け. 各テクノロジーは、電力システム全体にわたる個別の監視要件に対応します。, 石油化学施設, 医療機器, および産業プロセス.

2. 蛍光ファイバー光学センシング原理

蛍光ファイバー光温度センサーを使用 希土類ドープ材料 蛍光の減衰時間は温度によって予測どおりに変化します. 光パルスによって励起されると, これらの希土類化合物は、指数関数的に減衰する蛍光を発します。. 減衰時定数は温度の関数として変化します, 光強度の変動に依存しない絶対温度測定を提供します。.

センシングプローブには、ファイバー先端に特殊な希土類蛍光体材料が含まれています。. 光インテロゲータはファイバーを通じて励起パルスを送信します。, 蛍光発光を引き起こす, 減衰時間をマイクロ秒の精度で測定します, これを温度測定値に変換します. プローブ先端でのこの非接触光学測定により、高精度を維持しながら完全な電気的絶縁が保証されます。.

3. 分散型温度検知原理

ラマン散乱 DTS テクノロジー

ラマンベース 分散型温度センシング 光ファイバーにおける温度依存性のラマン散乱を利用する. レーザーパルスがファイバー中を伝播するとき, 自発的なラマン散乱はストークス成分と反ストークス成分の両方を生成します. これらの成分間の強度比はボルツマン分布に従い、温度とともに指数関数的に変化します。. 光学的タイムドメイン反射率測定法を採用することにより (OTDRの), システムはファイバー長全体に沿った温度変化を正確に特定します。.

ブリルアン散乱 DTS テクノロジー

ブリルアンベースのシステムは後方散乱ブリルアン光の周波数シフトを測定します, 温度とひずみの両方に対して直線的に変化します. この技術により、100kmを超える超長距離監視が可能になりますが、高度な周波数走査質問器が必要です. 高度なアルゴリズムにより、温度とひずみの影響を分離して包括的なモニタリングを行うことができます。.

4. FBGの温度検知原理

ファイバーブラッググレーティング温度センサー ファイバーコアに刻み込まれた周期的な屈折率変調で構成されています. これらの格子は特定の波長を反射します (ブラッグ波長) 温度変化に比例して変化する. 波長分割多重化 (WDMの) 単一のファイバー上で数十の FBG センサーが可能, それぞれが異なる波長でエンコードされる. 高解像度の波長インテロゲータは、これらのシフトを正確な温度測定値に復調します。.

5. 詳細な技術比較

パラメーター	蛍光光ファイバー	分散型 DTS (ラマン)	分散型 DTS (ブリルアン)	FBGセンサー
測定精度	±0.5～1℃	±1～3℃	±1-2°C	±0.5～1℃
温度範囲	-40 +260℃まで	-40 +150℃まで	-40 +150℃まで	-40 +300℃まで
応答時間	<1 秒	10 お代わり – 2 分	1-5 分	<1 秒
監視距離	0-80チャネルごとのファイバ長 m	10-30キロメートル	30-100キロメートル	ファイバーあたり数百メートル
空間分解能	接触式点測定	0.5-2m	1-5m	ポイントセンサー (カスタマイズ可能な間隔)
監視ポイント	1-64 インタロゲータごとのチャネル	蟬 (数千点)	蟬 (数千点)	10-100 ファイバーあたりのセンサー数
電気的絶縁	完全な隔離 >100kV	優れた絶縁性	優れた絶縁性	優れた絶縁性
EMIイミュニティ	絶対免疫	高い免疫力	高い免疫力	高い免疫力
長期安定性	たいへん良い (校正不要)	よし	よし	たいへん良い
システムコスト	費用 対 効果	初期投資が高い	初期投資が高い	適度

アプリケーション選択の推奨事項

• 蛍光光ファイバーセンサー: 高電圧電気機器, EMI耐性を必要とする医療機器, 正確なホットスポット監視, 防爆ゾーン
• 分散ラマン DTS: 電力ケーブルトンネル, パイプライン, 全長の熱プロファイリングが必要な貯蔵タンク
• 分散ブリルアン DTS: 超長いパイプライン, ダム, 監視距離が30kmを超える橋梁
• FBGセンサー: 温度とひずみを組み合わせた構造健全性モニタリング, 準分散型マルチポイントアプリケーション

6. 蛍光光ファイバー温度監視システム

システムコンポーネント

完全な 蛍光光ファイバー温度システム 希土類ドープされたセンシングプローブで構成されています, 光ファイバー, マルチチャネル質問器, および監視ソフトウェア. センシングプローブは、特定の設置要件に合わせて直径をカスタマイズできる保護ハウジングに希土類材料が封入されています。.

蛍光温度インタロゲータ

インタロゲータにはパルス励振源が含まれています, 高精度タイミング回路, 光受信機, および信号処理ユニット. 最新のシステムのサポート 1-64 独立したチャネル, それぞれが完全なチャネル分離を備えた 1 つのホットスポットを測定します. このアーキテクチャにより、単一チャネルの障害が他のチャネルに影響を与えないことが保証されます。.

主な利点

• パッシブセンシングプローブ: 測定ポイントに電子機器がないため、爆発の危険が排除されます
• 独立したチャネルアーキテクチャ: 各ファイバーとプローブのペアは自律的に動作します
• 超高電圧絶縁: 耐える >100kV 絶縁破壊なし
• 校正不要の動作: レアアースの材料特性は数十年にわたって安定しています
• 迅速な熱応答: 1 秒未満の応答で一時的なイベントをキャプチャ
• 包括的な EMI 耐性: RF では完璧に機能します, マイクロ波, およびプラズマ環境
• 本質安全防爆認証: 危険区域に適しています 0 場所
• 20+ 年 耐用年数: 最小限のメンテナンス要件
• 費用対効果の高い価格設定: 重要な監視アプリケーション向けの手頃な価格のソリューション
• カスタマイズ可能なパラメータ: カスタマイズされたプローブの寸法, 繊維の長さ, およびチャネル構成
• 幅広い応用範囲: あらゆる電源に対応した多彩な導入, メディカル, インダストリアル, および実験室環境

7. 分散型温度検知システム

ラマン DTS システムのアーキテクチャ

ラマンベース 分散型光ファイバー温度システム パルスレーザー源を統合する, 光スイッチ, 狭帯域フィルタ, 高感度光検出器, および信号取得ユニット. センシングファイバー自体 (通常はマルチモードファイバー) は、その全長に沿って連続温度センサーとして機能します。.

ラマン DTS 技術仕様:

• 監視距離: 10-30ファイバーあたりのキロメートル
• 空間分解能: 0.5-2m
• 継続監視ポイント: 5,000-30,000 場所

ブリルアン DTS システム アーキテクチャ

ブリルアン システムは狭線幅レーザーを採用, 周波数スキャンモジュール, および光時間領域分析ユニット. シングルモードセンシングファイバーにより超長距離監視が可能.

ブリルアン DTS 技術仕様:

• 監視距離: 30-100キロメートル
• 空間分解能: 1-5m
• 温度とひずみの同時測定

8. FBG温度監視システム

FBG システムコンポーネント

ファイバーブラッググレーティング温度システム FBGセンサーアレイで構成されています, 広帯域光源, 波長インテロゲータ, WDMマルチプレクサ, およびデータ収集ソフトウェア.

FBGの技術仕様:

• ファイバーあたりのセンサー数: 10-100 多重回折格子
• 波長分解能: 1-5午後
• デュアルパラメータ機能: 温度とひずみの同時測定

温度-ひずみ交差感度ソリューション

高度な FBG システムは、温度補償された回折格子設計またはデュアル回折格子構成を採用して、熱効果と機械的効果を分離します。, 正確な純温度測定を保証.

9. 力 & エネルギー監視アプリケーション

変圧器の温度監視

蛍光光ファイバーセンサー 変圧器巻線のホットスポット検出に優れています. 油入変圧器・配電変圧器用 (110kV以下), 巻線に直接挿入された蛍光プローブにより、リアルタイムの熱インテリジェンスが提供されます. これ 変圧器温度監視 絶縁劣化が起こる前に過熱を検出することで致命的な故障を防止します.

スイッチギア & サーキットブレーカーの監視

高電圧開閉装置コンポーネント (接点を含む), バスバー, ケーブル終端 - 大電流負荷下で局所的な発熱を発生. 蛍光温度センサー モニター:

• リング本体 (レムウ) ブッシング温度: 重大なホットスポットの検出
• GIS 開閉装置の温度監視: SF6 絶縁機器の保護
• サーキットブレーカーの静的接点: 接点劣化早期警報
• 密閉型バスバーシステム: ジャンクション過熱防止

電源ケーブルの監視

ケーブル システムは、蛍光灯と分散型の両方のアプローチからメリットを得ることができます。:

• ケーブル終端温度の監視: 重要な接合部に蛍光センサーを設置
• ケーブル トンネル DTS モニタリング: ルート全体に沿った継続的な熱プロファイリング
• 直接埋設ケーブルのモニタリング: 埋蔵資産の分散センシング

大型モーター & 発電機の監視

発電機固定子巻線温度監視 蛍光センサーを使用すると、水力タービンに重要な熱保護を提供します, 風力タービン, 産業用大型モーターなど. センサーは回転磁場に耐えながら、正確な測定を実現します。.

IGBTモジュールの温度監視

再生可能エネルギーシステムにおけるパワーエレクトロニクスコンバータ, HVDC ステーション, 産業用ドライブには高精度が必要です IGBT温度監視. 半導体接合部の近くに配置された蛍光センサーにより、熱管理が最適化され、コンポーネントの寿命が延長されます.

10. 医療機器の温度監視

MRI温度モニタリング

磁気共鳴画像法には、強力な磁場という独特の課題があります。 (1.5T-7T) 高周波パルスにより従来のセンサーは使用できません. 蛍光光ファイバー温度センサー 磁気干渉の影響を受けない完全に非金属のプローブで理想的なソリューションを提供します. アプリケーションには患者の体温モニタリングが含まれます, 傾斜磁場コイルの熱保護, RFコイル加熱監視.

RFの & マイクロ波温熱療法装置

がん治療による 高周波アブレーション そして マイクロ波温熱療法 正確な組織温度制御が必要. 蛍光センサーは、従来の熱電対が壊滅的に故障するような強力な電磁場でリアルタイムの熱フィードバックを提供します。.

11. 産業用 & 実験室での応用

半導体製造装置

プラズマエッチング装置 (ICP, りえ) ウェーハ処理中に極端な電磁環境を生成する. 蛍光温度センサー プラズマ干渉を発生させずにチャンバー温度とウェーハ基板の熱状態を監視します, プロセスの再現性と歩留まりの最適化を確保.

マイクロ波処理装置

• マイクロ波分解システム: 反応容器の温度制御
• 電子レンジ工業用ヒーター: 材料の加熱均一性の監視
• 高周波加熱装置: 非侵襲的な熱プロファイリング

特殊な高エネルギー環境

• 電気爆発装置 (EED) テスト: 感度評価中の安全な温度モニタリング
• 粒子加速器: 耐放射線性温度検知
• 原子力施設: 放射性帯における長期の熱モニタリング

石油化学用途

分散型 DTS システム 熱異常によるパイプラインの漏れ検出を監視する, 貯蔵タンクの温度成層, および製油所装置の熱プロファイリング. 蛍光センサーは重要な機器のホットスポットで DTS を補完します.

12. システム選択ガイド

主要な選択基準

応募要項	推奨テクノロジー	一般的な構成
高電圧機器 1-64 正確なホットスポット	蛍光光ファイバー	マルチチャンネル質問器 + 希土類探査機
ケーブルトンネル/パイプライン全長監視	分散ラマン DTS	DTS ホスト + マルチモードセンシングファイバー
超長いパイプラインの監視 (>30キロメートル)	分散ブリルアン DTS	BOTDRシステム + シングルモードファイバー
構造健全性の多点監視	FBGセンサー	波長質問器 + FBGアレイ
医療用 MRI/RF/マイクロ波環境	蛍光光ファイバー	医療グレードの質問器 + カスタムプローブ
半導体プラズマ装置	蛍光光ファイバー	高精度質問器

システムコンポーネントのチェックリスト

蛍光ファイバーオプティックシステム

• 蛍光光ファイバー温度プローブ (希土類がドープされた)
• マルチチャンネル蛍光インタロゲータ (1-64 チャンネル)
• 光ファイバーケーブル (0-80チャンネルあたりのメートル)
• 通信モジュール (Modbus RTU/TCP, OPCのUA)
• 温度監視ソフトウェア

分散型DTSシステム

• DTS インタロゲータ (ラマンまたはブリルアン)
• センシングファイバーケーブル (マルチモードまたはシングルモード)
• ファイバースプライスエンクロージャとコネクタ
• 通信インターフェースモジュール
• DTS 分析および視覚化ソフトウェア

FBG温度システム

• FBG温度センサーアレイ
• 波長質問器
• WDMマルチプレクサ
• ファイバーパッチコードとコネクター
• データ収集ソフトウェア

13. 世界をリードする光ファイバー温度センサーメーカー

14. カスタム光ファイバー温度ソリューションを今すぐ入手してください

15. 光ファイバー温度センサーに関するよくある質問