O que é medição de temperatura por fibra óptica? Por que usar o sistema de medição de temperatura por fibra óptica-INNO

Visão geral da medição de temperatura em fibra óptica
1、 O que é medição de temperatura de fibra óptica
A medição de temperatura por fibra óptica é uma tecnologia que utiliza fibras ópticas como elementos sensores para medição de temperatura. Fibra óptica, também conhecida como fibra óptica, é um material de guia de onda dielétrico cilíndrico comumente usado. A essência da tecnologia de detecção de fibra óptica é detectar alvos usando a luz como portadora medida através da comunicação de fibra óptica..

Medição de temperatura de fibra óptica a tecnologia tem vários tipos. A medição de temperatura baseada em pontos é a implantação de uma única sonda de temperatura em certas áreas-chave do sistema para medição.
1. Sensor de temperatura por fibra óptica fluorescente tecnologia é uma técnica que envolve o revestimento de uma substância fluorescente na extremidade de um cabo de fibra óptica. Medindo o tempo de decaimento da energia de fluorescência e utilizando a correlação de temperatura do tempo de pós-luminescência intrínseco da substância fluorescente, o valor da temperatura do ponto medido pode ser obtido. É adequado para uma faixa de temperatura de -50-200 ℃ e tem uma precisão de cerca de ± 1 ℃. É usado principalmente para medição de temperatura dentro de equipamentos elétricos e possui características de tamanho pequeno, fácil integração, desempenho confiável, resistência à interferência eletromagnética, bom desempenho de isolamento, instalação conveniente, e rede flexível.

2. A tecnologia de medição de temperatura de fibra de arsenieto de gálio incorpora material de cristal de arsenieto de gálio na extremidade da fibra como uma sonda de temperatura, injeta luz incidente no dispositivo final próximo da fibra, e obtém os parâmetros de temperatura na sonda analisando o espectro da luz refletida. Sua vantagem é que a temperatura da sonda é obtida através de medição espectral absoluta, sem envolver calibração no local. A sonda tem boa universalidade, e a distância de detecção pode exceder 500m. A vida útil da fonte de luz e a estabilidade a longo prazo da detecção on-line excedem 30 anos, mas o custo é alto.

3. Medição de grade de Bragg de fibra
A medição de temperatura de ponto único é conectada em série ao longo da direção de propagação da fibra óptica para formar um método de medição que cobre a detecção de temperatura multiponto. Por exemplo, em um sistema de medição de temperatura com múltiplas redes de Bragg de fibra conectadas em série, várias redes de Bragg de fibra de Bragg com diferentes comprimentos de onda centrais são formadas por exposição e gravação através da radiação ultravioleta ao longo da direção longitudinal da fibra óptica. Quando a temperatura ambiente da rede de Bragg de fibra muda, o comprimento de onda do sinal de reflexão da grade também muda. Este sistema tem um pequeno volume de sonda, uma curvatura apropriada do caminho óptico, resistência à radiação eletromagnética, e é fácil de telemetria. No entanto, a resistência mecânica da rede de Bragg de fibra é baixa, e é facilmente danificado em condições de trabalho complexas. A sensibilidade da demodulação do comprimento de onda também é um problema. O desvio do comprimento de onda da luz refletida causado por um aumento de temperatura de dezenas de graus não excede 1 nm. A medição totalmente distribuída refere-se ao uso de fibras ópticas como canal para transmissão de sinais ópticos e como material sensível à temperatura para conduzir mudanças de temperatura.. Ao implantar um dispositivo de monitoramento e uma fibra de detecção, o custo de monitoramento por unidade de comprimento de fibra pode ser reduzido à medida que a distância de detecção aumenta. É uma solução de medição de temperatura de engenharia altamente promissora.

2、 Por que usar medição de temperatura por fibra óptica

（1） Vantagens em ambientes especiais

Interferência anti-eletromagnética
Em alguns ambientes com forte interferência eletromagnética, como em torno de equipamentos de alta tensão em sistemas de energia, perto de grandes motores, ou em locais com equipamentos eletrônicos densos, sensores de temperatura tradicionais baseados em medições de sinais elétricos (como termopares, termistores, etc.) será afetado por interferência eletromagnética, resultando em medições imprecisas ou mesmo incapacidade de funcionar corretamente. A própria fibra óptica é um meio óptico, e as ondas de luz não geram interferência eletromagnética, nem têm medo de interferência eletromagnética. Portanto, a tecnologia de medição de temperatura de fibra óptica pode medir com precisão a temperatura em ambientes de forte interferência eletromagnética, garantindo a confiabilidade e estabilidade dos resultados de medição.
Segurança intrínseca
Em ambientes inflamáveis e explosivos, como locais de armazenamento de petróleo e gás na indústria petroquímica e minas subterrâneas de carvão, sensores elétricos de temperatura tradicionais podem gerar faíscas elétricas devido ao seu princípio de funcionamento envolvendo sinais elétricos, que pode causar graves acidentes de segurança, como explosões ou incêndios. A fibra óptica é feita de materiais isolantes, como vidro ou plástico, que não estão carregados e não geram faíscas elétricas durante o processo de medição. Portanto, a tecnologia de medição de temperatura por fibra óptica possui características de segurança inerentes e pode medir a temperatura com segurança nesses ambientes perigosos, garantindo efetivamente a segurança do pessoal e do equipamento.
Resistência à corrosão
Em alguns ambientes químicos agressivos, como oficinas de produção química e monitoramento de equipamentos em ambientes marinhos, o ar pode conter gases ou líquidos corrosivos, que podem corroer sensores de temperatura metálicos tradicionais e afetar sua vida útil e precisão de medição. Os materiais de fibra óptica têm boa resistência à corrosão e podem funcionar de forma estável em ambientes químicos agressivos por um longo período de tempo., garantindo a precisão e continuidade da medição de temperatura.

（2） Vantagens na medição de características
Alta precisão e alta sensibilidade
A tecnologia de medição de temperatura por fibra óptica pode alcançar medições de temperatura de alta precisão e atender aos requisitos de precisão de medição de temperatura em vários ambientes complexos. Por exemplo, em experimentos de pesquisa científica que são altamente sensíveis às mudanças de temperatura, ou no monitoramento de temperatura de chips eletrônicos, mesmo pequenas mudanças de temperatura podem ter um impacto significativo nos resultados experimentais ou no desempenho do equipamento. A tecnologia de medição de temperatura por fibra óptica pode capturar com precisão essas mudanças sutis de temperatura. Sua alta sensibilidade também permite responder rapidamente às mudanças de temperatura e fornecer feedback oportuno sobre informações de temperatura, o que é crucial em alguns cenários de aplicação que exigem velocidade de resposta de alta temperatura, como monitoramento de temperatura em certos processos de reação química.
Monitoramento de longa distância e medição multiponto

A fibra óptica pode alcançar monitoramento contínuo de temperatura por dezenas ou até centenas de quilômetros, e através de um fibra óptica distribuída sistema de medição de temperatura, o monitoramento de temperatura em vários pontos também pode ser alcançado simultaneamente. Esta característica é de grande importância em alguns processos de construção de infraestrutura em grande escala e de produção industrial.. Por exemplo, no monitoramento de oleodutos de longa distância, fibras ópticas podem ser colocadas ao longo da tubulação para monitorar a temperatura de vários pontos da tubulação ao mesmo tempo, e detectar oportunamente anomalias de temperatura causadas por vazamentos, bloqueios, ou influências ambientais externas no pipeline; No gerenciamento de temperatura de grandes edifícios, fibras ópticas também podem ser usadas para monitorar a temperatura em diferentes locais dentro do edifício, alcançar uma gestão eficiente de energia e manutenção de equipamentos.

（3） Outras vantagens

Pode ser vinculado a outros sistemas
O sistema de medição de temperatura por fibra óptica pode ser vinculado à proteção contra incêndio, sistemas de alarme, etc.. Quando um aumento anormal de temperatura é detectado, o sistema de alarme pode ser acionado em tempo hábil para notificar o pessoal relevante para tomar medidas. Ao mesmo tempo, informações de temperatura também podem ser fornecidas ao sistema de proteção contra incêndio para alerta e prevenção precoce antes que ocorra um incêndio. Por exemplo, em locais densamente povoados e com carga concentrada, como grandes shopping centers e armazéns, a ligação entre a medição de temperatura por fibra óptica e os sistemas de alarme de incêndio pode efetivamente melhorar os níveis de segurança contra incêndio e reduzir as perdas causadas por acidentes de incêndio.

Transmissão e análise de dados convenientes
A fibra óptica não pode servir apenas como sensor de temperatura, mas também como meio de medição e transmissão de temperatura, permitindo a transmissão remota de dados e facilitando aos usuários visualizar e manipular remotamente os resultados da medição. E pode analisar os dados de temperatura coletados para facilitar a solução de problemas. Em algumas redes de monitoramento remoto ou de monitoramento de dispositivos em grande escala, a conveniência da transmissão e análise de dados pode melhorar muito a eficiência do gerenciamento, reduzir custos de manutenção, e detectar e lidar oportunamente com possíveis problemas.