Na czym polega światłowodowy pomiar temperatury? Dlaczego warto stosować światłowodowy system pomiaru temperatury-INNO

Przegląd światłowodowego pomiaru temperatury
1、 Co jest pomiar temperatury światłowodu
Światłowodowy pomiar temperatury to technologia wykorzystująca światłowody jako elementy czujnikowe do pomiaru temperatury. Światłowód, znany również jako światłowód, jest powszechnie stosowanym cylindrycznym materiałem dielektrycznym. Istotą technologii wykrywania światłowodów jest wykrywanie celów przy użyciu światła jako mierzonego nośnika za pośrednictwem komunikacji światłowodowej.

Pomiar temperatury światłowodem technologia ma wiele typów. Punktowy pomiar temperatury polega na umieszczeniu pojedynczej sondy temperatury w określonych kluczowych obszarach systemu do pomiaru.
1. Fluorescencyjny, światłowodowy czujnik temperatury technologia to technika polegająca na powlekaniu końcówki kabla światłowodowego substancją fluorescencyjną. Mierząc czas zaniku energii fluorescencji i wykorzystując korelację temperaturową wewnętrznego czasu poświaty substancji fluorescencyjnej, można uzyskać wartość temperatury mierzonego punktu. Nadaje się do zakresu temperatur -50-200 ℃ i ma dokładność około ± 1 ℃. Stosowany jest głównie do pomiaru temperatury wewnątrz sprzętu elektrycznego i charakteryzuje się niewielkimi rozmiarami, łatwa integracja, niezawodne działanie, odporność na zakłócenia elektromagnetyczne, dobre właściwości izolacyjne, wygodny montaż, i elastyczne sieciowanie.

2. Technologia pomiaru temperatury włókna arsenku galu osadza materiał krystaliczny arsenku galu na drugim końcu światłowodu jako czujnik temperatury, wtryskuje padające światło do najbliższego urządzenia końcowego światłowodu, i uzyskuje parametry temperatury na sondzie poprzez analizę widma światła odbitego. Jego zaletą jest to, że temperaturę sondy uzyskuje się poprzez bezwzględny pomiar spektralny, bez konieczności przeprowadzania kalibracji na miejscu. Sonda ma dobrą uniwersalność, a odległość wykrywania może przekraczać 500 m. Żywotność źródła światła i długoterminowa stabilność wykrywania online przekraczają 30 lata, ale koszt jest wysoki.

3. Pomiar siatki Bragga z włókna światłowodowego
The single point temperature measurement is connected in series along the propagation direction of the optical fiber to form a measurement method that covers multi-point temperature detection. Na przykład, in a temperature measurement system with multiple fiber Bragg gratings connected in series, several Bragg fiber Bragg gratings with different center wavelengths are formed by exposure and etching through ultraviolet radiation along the longitudinal direction of the optical fiber. When the ambient temperature of the fiber Bragg grating changes, the wavelength of the grating reflection signal also changes. This system has a small probe volume, an appropriate bending of the optical path, resistance to electromagnetic radiation, and is easy to telemetry. Jednakże, the mechanical strength of the fiber Bragg grating is low, i łatwo ulega uszkodzeniu w skomplikowanych warunkach pracy. Problemem jest także czułość demodulacji długości fali. Dryft długości fali światła odbitego spowodowany wzrostem temperatury o kilkadziesiąt stopni nie przekracza 1 nm. Pomiar w pełni rozproszony odnosi się do wykorzystania światłowodów zarówno jako kanału do przesyłania sygnałów optycznych, jak i materiału wrażliwego na temperaturę do przewodzenia zmian temperatury. Poprzez zastosowanie urządzenia monitorującego i światłowodu, koszt monitorowania na jednostkę długości światłowodu można zmniejszyć wraz ze wzrostem odległości wykrywania. Jest to wysoce obiecujące rozwiązanie w zakresie inżynieryjnego pomiaru temperatury.

2、 Po co stosować światłowodowy pomiar temperatury?

(1) Zalety w specjalnych środowiskach

Przeciw zakłóceniom elektromagnetycznym
W niektórych środowiskach z silnymi zakłóceniami elektromagnetycznymi, na przykład wokół urządzeń wysokiego napięcia w systemach elektroenergetycznych, w pobliżu dużych silników, lub w miejscach z gęstym sprzętem elektronicznym, tradycyjne czujniki temperatury bazujące na pomiarze sygnału elektrycznego (takie jak termopary, termistory, itp.) będzie narażony na zakłócenia elektromagnetyczne, co skutkuje niedokładnymi pomiarami lub nawet niemożnością prawidłowego funkcjonowania. Światłowód sam w sobie jest medium optycznym, a fale świetlne nie generują zakłóceń elektromagnetycznych, nie boją się też zakłóceń elektromagnetycznych. Dlatego, Technologia światłowodowego pomiaru temperatury umożliwia dokładny pomiar temperatury w środowiskach o silnych zakłóceniach elektromagnetycznych, zapewnienie wiarygodności i stabilności wyników pomiarów.
Bezpieczeństwo wewnętrzne
W środowiskach łatwopalnych i wybuchowych, takich jak magazyny ropy i gazu w przemyśle petrochemicznym oraz podziemne kopalnie węgla, tradycyjne elektryczne czujniki temperatury mogą generować iskry elektryczne ze względu na swoją zasadę działania obejmującą sygnały elektryczne, które mogą spowodować poważne wypadki związane z bezpieczeństwem, takie jak eksplozje lub pożary. Światłowód wykonany jest z materiałów izolacyjnych, takich jak szkło lub tworzywo sztuczne, które nie są naładowane i nie wytwarzają iskier elektrycznych podczas procesu pomiaru. Dlatego, Technologia światłowodowego pomiaru temperatury ma nieodłączne cechy bezpieczeństwa i może bezpiecznie mierzyć temperaturę w tych niebezpiecznych środowiskach, skutecznie zapewniając bezpieczeństwo personelu i sprzętu.
Odporność na korozję
W niektórych trudnych środowiskach chemicznych, takie jak warsztaty produkcji chemicznej i monitorowanie sprzętu w środowiskach morskich, the air may contain corrosive gases or liquids, which can corrode traditional metal temperature sensors and affect their service life and measurement accuracy. Fiber optic materials have good corrosion resistance and can work stably in such harsh chemical environments for a long time, ensuring the accuracy and continuity of temperature measurement.

（2） Advantages in measuring characteristics
Wysoka precyzja i wysoka czułość
Fiber optic temperature measurement technology can achieve high-precision temperature measurement and meet the requirements for temperature measurement accuracy in various complex environments. Na przykład, in scientific research experiments that are highly sensitive to temperature changes, or in temperature monitoring of electronic chips, nawet niewielkie zmiany temperatury mogą mieć znaczący wpływ na wyniki eksperymentów lub wydajność sprzętu. Technologia światłowodowego pomiaru temperatury może dokładnie uchwycić te subtelne zmiany temperatury. Wysoka czułość umożliwia także szybkie reagowanie na zmiany temperatury i dostarczanie w odpowiednim czasie informacji zwrotnych na temat informacji o temperaturze, co ma kluczowe znaczenie w niektórych scenariuszach zastosowań wymagających dużej szybkości reakcji na temperaturę, takie jak monitorowanie temperatury w niektórych procesach reakcji chemicznych.
Monitorowanie na duże odległości i pomiar wielopunktowy

Światłowód może zapewnić ciągłe monitorowanie temperatury przez dziesiątki, a nawet setki kilometrów, i przez A rozproszony światłowód układ pomiaru temperatury, można także monitorować temperaturę w wielu punktach jednocześnie. Cecha ta ma ogromne znaczenie w niektórych procesach budowy infrastruktury na dużą skalę i produkcji przemysłowej. Na przykład, w długodystansowym monitorowaniu rurociągów naftowych, Wzdłuż rurociągu można ułożyć światłowody, aby monitorować temperaturę w wielu punktach rurociągu jednocześnie, i terminowo wykrywać anomalie temperaturowe spowodowane wyciekami, blokady, lub zewnętrzne wpływy środowiska w rurociągu; W zarządzaniu temperaturą w dużych budynkach, Światłowody można również wykorzystać do monitorowania temperatury w różnych miejscach wewnątrz budynku, osiągnięcie efektywnego zarządzania energią i konserwacji sprzętu.

（3） Inne zalety

Możliwość połączenia z innymi systemami
Światłowodowy system pomiaru temperatury można powiązać z zabezpieczeniem przeciwpożarowym, systemy alarmowe, itp. W przypadku wykrycia nieprawidłowego wzrostu temperatury, the alarm system can be triggered in a timely manner to notify relevant personnel to take measures. Naraz, temperature information can also be provided to the fire protection system for early warning and prevention before a fire occurs. Na przykład, in densely populated and cargo concentrated places such as large shopping malls and warehouses, the linkage between fiber optic temperature measurement and fire alarm systems can effectively improve fire safety levels and reduce losses from fire accidents.

Convenient data transmission and analysis
Fiber optic can not only serve as a temperature sensor, but also as a medium for temperature measurement and transmission, enabling remote data transmission and facilitating users to remotely view and manipulate measurement results. Może także analizować zebrane dane dotyczące temperatury w celu łatwego rozwiązywania problemów. W niektórych zdalnych sieciach monitorowania lub wielkoskalowych sieciach monitorowania urządzeń, wygoda przesyłania i analizy danych może znacznie poprawić efektywność zarządzania, obniżyć koszty utrzymania, oraz w odpowiednim czasie wykrywać i rozwiązywać potencjalne problemy.