Penderia suhu gentian optik INNO ,sistem pemantauan suhu.
Teknologi pengesan gentian optik yang diedarkan merangkumi pelbagai jenis, setiap satu dengan kelebihannya yang unik dan sesuai untuk senario aplikasi yang berbeza. Berikut adalah pengenalan ringkas dan kelebihan tiga sistem gentian optik teragih: DTS (suhu), DVS (getaran), dan ITU (akustik):
Jenis kelebihan
DTS (Sistem Pengukuran Suhu Gentian Optik Teragih): Masa sebenar, pengukuran teragih berterusan, kestabilan yang sangat baik, penebat elektromagnet, keselamatan intrinsik.
DVS (Sistem Gangguan Gentian Teragih): Kedudukan berbilang titik bagi kedudukan getaran dengan ketepatan kira-kira 5 meter, sesuai untuk aplikasi keselamatan dan pencegahan pencerobohan.
THE (Sistem Getaran Akustik Gentian Optik Teragih): Dengan ketepatan kedudukan yang tinggi, ia boleh mengesan berbilang peristiwa getaran secara serentak dan sesuai untuk medan seperti komunikasi selamat dan keselamatan penghalaan fizikal rangkaian.
1、 Jenis-jenis gentian optik teragih
1.1 Pengelasan taburan indeks biasan berdasarkan profil gentian
Step index optical fiber: The refractive index of its core and cladding changes step by step. In this type of optical fiber, light undergoes total reflection at the interface between the core and cladding, and propagates along the core. Contohnya, in some short distance, high cost fiber optic sensing applications, step index fibers may be used because their manufacturing process is relatively simple and the cost is low.
Gradient optical fiber: The refractive index of the fiber core is gradually decreasing from the center to the edge. This type of fiber can reduce the mode to mode dispersion in multimode fibers, making the transmission of optical signals in the fiber more stable. In some early multi-mode fiber optic communication systems, gradient optical fibers played an important role in improving transmission bandwidth and increasing transmission distance, such as in the early construction of some campus networks.
1.2 Classification by the number of modes of fiber optic transmission
Multimode fiber: a fiber that can transmit hundreds to thousands of modes. The core diameter of multimode optical fibers is relatively large, generally ranging from 50 μ m to 62.5 μ m. Due to its ability to transmit multiple modes, light of different modes travels at different speeds in optical fibers, resulting in inter mode delay differences that limit its transmission bandwidth and distance. Namun begitu, multimode optical fibers have high coupling efficiency and are widely used in short distance transmission, such as local area network wiring inside buildings. Contohnya, in some office buildings, sambungan antara komputer mungkin menggunakan gentian optik berbilang mod kerana ia boleh memenuhi keperluan penghantaran data dalam jarak yang dekat dan peralatan sambungan agak mudah.
Gentian mod tunggal: gentian yang hanya boleh menghantar satu mod (mod asas), tanpa sebarang perbezaan kelewatan antara mod, dan mempunyai lebar jalur yang lebih besar daripada gentian berbilang mod. Diameter medan modnya hanya beberapa mikrometer, sesuai untuk kapasiti tinggi, komunikasi jarak jauh. Gentian optik mod tunggal ialah pilihan pilihan untuk senario yang memerlukan penghantaran jarak jauh dan lebar jalur tinggi, seperti talian batang komunikasi jarak jauh dan kabel dasar laut. Contohnya, kabel komunikasi dasar laut yang merentangi lautan boleh memastikan penghantaran data yang stabil dan berkelajuan tinggi sepanjang beribu-ribu kilometer menggunakan gentian optik mod tunggal.
1.3 Classification according to international standards (classification according to ITU-T recommendations)
G. 651 serat (50/125 μ m multimode gradient refractive index fiber): This type of fiber is a multimode gradient fiber with a core diameter of 50 μ m and a cladding diameter of 125 μ m. In the early construction of fiber optic communication networks, G.651 fiber optic cables were commonly used for short distance, medium low speed data transmission, such as wiring for some enterprise internal networks or small office area networks.
G. 652 serat (non dispersive shifted fiber): This is a single-mode fiber with zero dispersion characteristics near the wavelength of 1310nm, and is currently one of the most widely used fibers. It is widely used in the construction of various communication networks such as local networks, metropolitan area networks, and long-distance trunk networks, and can meet the transmission needs of different speeds and distances.
G. 653 serat (dispersion shifted fiber DSF): Through special design, the zero dispersion point is moved from 1310nm to around 1550nm wavelength. At a wavelength of 1550nm, it has the characteristics of low loss and zero dispersion, making it suitable for high-speed, long-distance single channel transmission systems. Namun begitu, due to the limitations of nonlinear effects such as four wave mixing, its application range is relatively narrow.
G. 654 serat (cut-off wavelength shifted fiber): Its characteristic is a long cut-off wavelength, with an extremely low attenuation coefficient at 1550nm wavelength. This type of fiber optic cable is mainly used in long-distance, relay free submarine cable communication systems or special communication scenarios with extremely high attenuation requirements.
G. 655 serat (non-zero dispersion shifted fiber): It has a certain dispersion near the wavelength of 1550nm, which can suppress nonlinear effects such as four wave mixing and utilize the low loss window of 1550nm band for long-distance transmission. Widely used in high-capacity, long-distance fiber optic communication networks such as wavelength division multiplexing (WDM) sistem.
1.4 Classification according to IEC standards
A-class multimode fiber
A1a multimode fiber (50/125 μ m multimode fiber): Similar to ITU-T’s G.651 fiber, it is a commonly used multimode fiber that is widely used in short distance, low to medium speed data transmission scenarios, such as indoor wiring in some campus networks.
A1b multimode fiber (62.5/125 μ m multimode fiber): It is also a multimode fiber, which was widely used in early network cabling. Namun begitu, with the development of technology, it has gradually been partially replaced by 50/125 μ m multimode fiber.
A1d multimode fiber (100/140 μ m multimode fiber): This type of multimode fiber is relatively thick and may be used in some special short distance transmission scenarios with low coupling requirements.
Class B single-mode fiber
B1.1 corresponds to G652 fiber optic: inheriting the characteristics of G.652 fiber optic, it is widely used in communication networks and can meet the transmission requirements of various speeds and distances.
B1.2 corresponds to G654 fiber: similar in characteristics to G.654 fiber, sesuai untuk jarak jauh, low attenuation communication scenarios.
B2 fiber corresponds to G.653 fiber: it has the characteristics of G.653 fiber and is suitable for specific single channel high-speed, sistem penghantaran jarak jauh.
Gentian B4 sepadan dengan gentian G.655: Ia mempunyai ciri gentian G.655 dan digunakan secara meluas dalam kapasiti tinggi, rangkaian komunikasi jarak jauh seperti sistem pemultipleksan pembahagian panjang gelombang.
Dikelaskan mengikut bahan gentian optik
Gentian kuarza: secara amnya merujuk kepada gentian yang terdiri daripada teras kuarza terdop dan salutan kuarza terdop. Gentian optik kuarza mempunyai kelebihan kehilangan yang rendah, kekuatan tinggi, dan kestabilan kimia yang baik, dan kini merupakan jenis gentian optik yang paling banyak digunakan dalam bidang komunikasi. Gentian kuarza mendominasi aplikasi seperti komunikasi jarak jauh, rangkaian tempatan, dan penderiaan gentian optik.
Semua gentian optik plastik: Teras dan pelapisan semua gentian optik plastik kedua-duanya diperbuat daripada bahan plastik. Kabel gentian optik jenis ini mempunyai fleksibiliti yang baik dan kos rendah, but relatively high loss and short transmission distance. Mainly used in some short distance communication scenarios that do not require high transmission distance and are sensitive to cost, such as communication lines inside automobiles and short distance control signal transmission in industrial automation.
1.5 Classification by working wavelength
UV fiber: a fiber with a working wavelength in the ultraviolet band. UV fiber has applications in some special scientific research, peralatan perubatan (such as UV phototherapy equipment), photolithography technology, and other fields. Due to the high energy of ultraviolet light, ultraviolet optical fibers require special materials and manufacturing processes to ensure their transmission performance and stability towards ultraviolet light.
Observable fiber (mungkin disebabkan oleh ralat dalam penerangan gentian cahaya yang boleh dilihat): Jika merujuk kepada gentian cahaya nampak, panjang gelombang operasinya adalah dalam jalur cahaya yang boleh dilihat. Kabel gentian optik jenis ini boleh digunakan dalam beberapa sistem pencahayaan khas, penderia gentian optik (seperti penderia keamatan cahaya yang boleh dilihat), dan pameran seni.
Berhampiran gentian inframerah: gentian dengan panjang gelombang yang berfungsi dalam jalur inframerah dekat. Jalur inframerah dekat mempunyai kepentingan yang besar dalam komunikasi gentian optik. Banyak sistem komunikasi gentian optik beroperasi dalam jalur inframerah dekat (seperti 1310nm dan 1550nm) kerana kehilangan gentian adalah rendah dalam jalur ini dan penghantaran jarak jauh boleh dicapai.
gentian optik inframerah: Gentian optik yang beroperasi dalam jalur inframerah. Gentian inframerah mempunyai aplikasi dalam beberapa bidang seperti analisis spektroskopi inframerah dan pengimejan terma inframerah. Contohnya, peralatan penglihatan malam inframerah dalam peralatan pengesanan suhu tentera dan inframerah dalam industri mungkin menggunakan gentian optik inframerah untuk menghantar isyarat inframerah.
2、 Kelebihan Suhu DTS
2.1 Julat Pengukuran dan Kedudukan Spatial
Pengukuran spatial skala besar: DTS (Gentian Optik Teragih Sistem Pengesan Suhu) boleh mencapai pengukuran suhu masa nyata teragih dalam julat ruang yang besar, dengan jarak pengukuran yang panjang dan tiada titik buta ukuran. Contohnya, dalam pemantauan suhu infrastruktur besar seperti terowong dan kereta bawah tanah, keseluruhan kawasan boleh dipantau sepanjang talian gentian optik, tanpa perlu memasang penderia di setiap titik pemantauan seperti penderia titik tradisional, sangat mengurangkan bilangan penderia dan kos pemasangan.
Kedudukan spatial yang tepat: mampu mencapai pengukuran suhu dan fungsi kedudukan spatial secara serentak. Ia menggunakan reflektometri domain masa optik (OTDR) teknologi untuk menentukan lokasi anomali suhu dengan tepat. Dalam sistem kuasa, jika kabel mengalami terlalu panas setempat, DTS boleh mengesan lokasi titik terlalu panas ke paras meter atau lebih tinggi dengan tepat, yang penting untuk pengesanan tepat pada masanya kemungkinan kerosakan dan memastikan operasi sistem kuasa yang selamat.
2.2 Kestabilan dan Ketahanan
Kestabilan gentian itu sendiri: Apabila kekuatan gentian penderiaan sistem pengukuran suhu DTS mencukupi, ia tidak mudah rosak. Berbanding dengan penderia titik tradisional, ia mempunyai kestabilan yang lebih baik. Contohnya, dalam beberapa persekitaran perindustrian yang keras seperti loji petrokimia, lombong arang batu, dll., penderia suhu titik tradisional mungkin mudah rosak akibat kakisan, getaran, perlanggaran, dll., manakala penderia gentian optik DTS boleh berfungsi dengan stabil dalam persekitaran ini untuk masa yang lama.
Kebolehpercayaan jangka panjang: Disebabkan oleh kestabilan kimia dan sifat fizikal gentian optik, Sistem DTS mempunyai kebolehpercayaan jangka panjang yang tinggi. Dalam projek yang memerlukan pemantauan stabil jangka panjang seperti pemantauan suhu empangan, Sistem DTS boleh mengukur perubahan suhu dengan tepat selama bertahun-tahun, menyediakan sokongan data yang boleh dipercayai untuk penilaian keselamatan empangan.
2.3 Kepelbagaian Fungsi dan Kebolehsuaian
Menyesuaikan diri dengan pelbagai persekitaran: Dengan menggunakan lapisan pelindung luar gentian optik yang berbeza, ia boleh menyesuaikan diri dengan pelbagai persekitaran pengukuran suhu yang melampau. DTS boleh memantau suhu dengan berkesan dalam persekitaran seperti telaga minyak suhu tinggi, kemudahan kutub suhu rendah, dan galeri paip bawah tanah kelembapan tinggi.
Tetapan penggera berbilang fungsi: Penggera titik pengesan suhu yang berbeza boleh ditetapkan, dan suhu penggera yang berbeza boleh ditetapkan mengikut keperluan pengguna. Sistem penggera juga boleh mengatur pembahagian kawasan yang berbeza berdasarkan keadaan sebenar persekitaran sekeliling. Dari segi amaran kebakaran, kawasan yang berbeza boleh menetapkan ambang penggera yang berbeza mengikut tahap risiko kebakaran, seperti menetapkan suhu penggera yang berbeza di kawasan penyimpanan mudah terbakar dan kawasan laluan gudang untuk meningkatkan ketepatan dan keberkesanan amaran.
<4>2.4 Integrasi dengan sistem lain
: The DTS system can be combined with advanced fire intelligent alarm judgment algorithms to achieve real-time online monitoring of the entire sensing fiber, and can seamlessly connect with other fire protection systems (such as standard equipment such as fire alarms and relays). In the building fire protection system, DTS can serve as an important temperature monitoring subsystem, working in conjunction with fire alarm systems, fire extinguishing systems, dll., to improve the efficiency of the entire fire protection system.
3、 Advantages of DVS vibratio
3.1 Measurement performance aspect
Rich vibration information acquisition: DVS (Sistem Pemantauan Getaran Gentian Optik Teragih) can provide rich vibration information, including the position, magnitud, kekerapan, direction, dll. of vibration. This is because it uses a single optical fiber to simultaneously monitor vibration and transmit signals, dan boleh mengedarkan penderia parut Bragg gentian di sekeliling struktur yang perlu dipantau untuk mencapai pelbagai titik, pemantauan yang diedarkan. Contohnya, dalam pemantauan kesihatan jambatan, sistem DVS boleh mendapatkan maklumat getaran masa nyata dari pelbagai bahagian jambatan. Dengan menganalisis maklumat ini, status kesihatan struktur jambatan dapat ditentukan, seperti sama ada terdapat kerosakan struktur, keletihan, dan masalah lain.
Keupayaan kedudukan ketepatan tinggi: Ia mempunyai kelebihan kedudukan yang tepat. Ketepatan kedudukannya boleh mencapai tahap tertentu (seperti ketepatan kedudukan sehingga 5 meter dalam beberapa sistem), dan ia boleh menentukan dengan tepat lokasi di mana getaran berlaku. Dalam pemantauan saluran paip gas asli jarak jauh, jika keadaan tidak normal seperti penggerudian dan kecurian minyak, bencana geologi, dll. berlaku di sepanjang saluran paip, menyebabkan getaran, sistem DVS boleh menentukan dengan tepat lokasi titik abnormal, memudahkan kakitangan mengambil langkah yang tepat pada masanya untuk pembaikan dan pencegahan.
Dari segi keselamatan dan kebolehpercayaan
3.2 Ciri-ciri Keselamatan Intrinsik
Teknologi penderiaan gentian optik menggunakan gelombang cahaya sebagai pembawa dan gentian optik sebagai media. Berbanding dengan penderia elektrik tradisional, DVS mempunyai ciri keselamatan intrinsik. Dalam sesetengah persekitaran mudah terbakar dan meletup (seperti di sekitar kemudahan pengeluaran dalam industri petroleum dan petrokimia), menggunakan DVS untuk pemantauan getaran tidak akan menjana bahaya keselamatan seperti percikan elektrik, memastikan operasi kemudahan pengeluaran yang selamat.
Keupayaan anti-gangguan yang kuat: Sistem DVS mempunyai keupayaan anti-gangguan yang kuat terhadap gangguan elektromagnet. Di sekitar kemudahan kuasa atau persekitaran industri dengan gangguan elektromagnet yang kuat, penderia getaran tradisional mungkin terjejas oleh gangguan elektromagnet dan menjejaskan keputusan pengukuran, manakala sistem DVS boleh berfungsi dengan stabil dan tepat memantau maklumat getaran.
3.3 Aspek pemasangan dan aplikasi
Pemasangan yang mudah dan mudah: Pemantauan boleh dicapai dengan meletakkan kabel optik pengesanan dalam parit yang sama atau selari di sepanjang saluran paip, dan proses pemasangan agak mudah. Dalam pemantauan dan penyiasatan sumber komunikasi, hanya letakkan gentian optik di sepanjang talian komunikasi dan gunakan sistem DVS untuk memantau getaran talian komunikasi, tanpa memerlukan peralatan dan proses pemasangan yang kompleks.
Suitable for various fields of application: It can be widely used in important places to prevent intrusion, important engineering to prevent damage, important resources to prevent theft, early warning of dangerous events, monitoring and troubleshooting of communication resources, and other fields. In dam safety monitoring, the DVS system can monitor the vibration of the dam under water flow impact, gempa bumi, and other situations, and timely detect potential safety hazards; DVS can be used to prevent security threats such as illegal intrusion around important military facilities.
4、 The advantages of DAS sound waves
4.1 Measurement Characteristics
Broadband Dense Sampling: THE (Penderiaan Akustik Teragih) can densely sample seismic wavefield over a wide frequency band. Contohnya, in geophysical exploration, DAS boleh mendapatkan maklumat gelombang seismik yang kaya untuk pengesanan struktur bawah tanah. Dengan menganalisis maklumat ini, struktur geologi dan taburan stratigrafi bawah tanah boleh disimpulkan dengan lebih tepat.
Boleh mengesan berbilang isyarat gelombang bunyi: boleh mengesan isyarat gelombang bunyi masa nyata di sekeliling kabel gentian optik pada sebarang kedudukan (sehingga 40kHz). Dalam pemantauan proses getaran akustik keretakan minyak dan gas syal, isyarat akustik yang dijana semasa proses patah boleh dipantau dalam masa nyata, dengan itu meningkatkan keberkesanan patah dan tindak balas pembentukan; Di lombong arang batu, seseorang boleh mendengar bunyi seperti batu yang jatuh, memukul dinding, orang berjalan, dan bercakap dengan kuat, menyediakan maklumat penting untuk menyelamat kecemasan.
4.2 Aspek kebolehsuaian persekitaran dan anti-gangguan
Tahan kepada persekitaran yang keras seperti suhu tinggi dan tekanan tinggi: Dalam sesetengah persekitaran perindustrian khas atau senario pengesanan bawah tanah, seperti telaga minyak, bawah tanah sangat sunyi dalam keadaan biasa, tetapi persekitarannya keras. Sistem DAS boleh berfungsi secara normal dalam keadaan yang teruk seperti suhu tinggi dan tekanan tinggi, dan pantau getaran akustik masa nyata di mana-mana kedudukan di bawah tanah untuk memantau sama ada selongsong bocor, stratifikasi minyak-air, dan perubahan struktur geologi lain berlaku di bawah tanah.
Keupayaan anti-gangguan yang kuat: Oleh kerana prinsip penderiaannya berdasarkan ciri optik gentian optik, tiada isyarat elektrik, jadi ia mempunyai keupayaan anti-gangguan yang kuat. Dalam persekitaran perindustrian berhampiran kemudahan kuasa atau dengan gangguan elektromagnet yang kuat, DAS systems can stably perform acoustic monitoring without being affected by electromagnetic interference.
4.3 Multi functionality aspects
Simultaneous measurement of multiple physical quantities: DAS systems can not only measure acoustic signals, but also simultaneously measure physical quantities such as acoustics, suhu, tekanan, ketegangan, and pore noise. In the field of pipeline transportation of resources such as water, minyak, dan gas asli, DAS systems can more accurately determine whether a pipeline leak has occurred, as well as the location and degree of the leak, by monitoring changes in various physical quantities such as sound waves, suhu, dan ketegangan.
Equipment status monitoring and fault diagnosis: It can directly analyze the wear and tear, vibration frequency, operating speed, and lubrication of the equipment, further predict possible situations, and make decisions. In unmanned factories, loji kuasa, loji tenaga nuklear, kapal, submarines, and other places, DAS systems can simultaneously monitor the sound of hundreds of motors, pam, kotak gear, and bearing housings. Through artificial intelligence analysis, the operating performance, kelajuan, kekurangan minyak, wear and tear of each equipment can be determined, and potential faults of the equipment can be detected in a timely manner to ensure the safe operation of the equipment.
Sensor suhu gentian optik, Sistem pemantauan pintar, Pengeluar gentian optik yang diedarkan di China
 |
 |
|