Language
Country/Area
No result found
معجزة الألياف الضوئية في البيئات القاسية: كيف تقاوم درجات الحرارة المرتفعة والتداخل الكهرومغناطيسي؟
كيف تعمل تقنية استشعار درجة الحرارة الموزعة
يستخدم نظام استشعار درجة الحرارة الموزع (DTS) الألياف الضوئية كمستشعر خطي لتحقيق قياس درجة الحرارة بدقة عالية على مسافات طويلة من خلال التكنولوجيا البصرية. يعتمد مبدأ عمل هذه الأنظمة بشكل أساسي على تأثير التشتت رامان. فعندما يمر الضوء عبر الألياف الضوئية، تؤثر التغيرات في الحرارة على معامل الانكسار للألياف، مما يتسبب في تشتت الضوء. يمكن استخدام طيف التشتت رامان الناتج عن هذه العملية لحساب التغيرات في درجات الحرارة.يمكن أن تصل مسافة القياس إلى أكثر من 30 كم، ويمكن أن تصل دقة القياس إلى ±1 درجة مئوية.
مقاومة درجات الحرارة العالية والتداخل الكهرومغناطيسي
عادة ما تكون الألياف الضوئية مصنوعة من الكوارتز المضاف إليه التيتانيوم (SiO2)، وهي مادة تتمتع بمقاومة جيدة لدرجات الحرارة المرتفعة، حيث تعمل بعض الأنظمة في درجات حرارة تصل إلى 700 درجة مئوية. بالإضافة إلى ذلك، تتمتع الألياف الضوئية بحصانة طبيعية ضد التداخل الكهرومغناطيسي، مما يجعلها متفوقة في مجموعة متنوعة من البيئات الصناعية. بفضل حساسية ودقة الألياف الضوئية، فإن تقنية DTS مناسبة بشكل خاص للبيئات ذات درجات الحرارة المرتفعة مثل صناعة النفط والغاز أو المناطق ذات الاهتزازات الميكانيكية القوية.
بنية وتكامل أنظمة الاستشعار بالألياف البصرية
يتكون نظام قياس درجة الحرارة الكامل من وحدة تحكم، ومصدر ضوء، ووحدة استقبال، وما إلى ذلك، في حين يعمل الألياف الضوئية نفسها كجهاز استشعار سلبي دون أي إجراء. يمكن تصميم هذه الأنظمة بألياف بصرية طويلة للغاية لزيادة نطاق المراقبة دون الحاجة إلى تصميم خاص لكل نقطة استشعار، مما يقلل بشكل كبير من تكاليف الهندسة وتعقيد التثبيت.
نظرًا لأن كابل الاستشعار لا يحتوي على أجزاء متحركة ومصمم ليدوم لأكثر من 30 عامًا، فإن تكاليف الصيانة والتشغيل أقل بكثير من أجهزة الاستشعار التقليدية.
الأمن والعمليات
عند تشغيل نظام قياس الألياف البصرية، يجب مراعاة متطلبات سلامة الليزر. تستخدم العديد من الأنظمة أشعة الليزر منخفضة الطاقة، مما يسمح بتشغيلها دون الحاجة إلى ترخيص مهني. ومع ذلك، يجب على بعض الأنظمة أن تلتزم بمعايير السلامة الأكثر صرامة لضمان قدرتها على العمل بأمان في بيئات خطرة محتملة.
حالات تطبيقية عملية
تتمتع شركة DTS بمجموعة واسعة من التطبيقات، بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر مراقبة حفر النفط والغاز، ومراقبة كابلات الطاقة في الوقت الفعلي، واكتشاف الحرائق في الأنفاق، ومراقبة درجة الحرارة في البيئات الصناعية، وما إلى ذلك. وفي السنوات الأخيرة، بدأت شركة DTS أيضًا في التوسع في مجال مراقبة البيئة، مثل اكتشاف مصدر المياه، وتحليل درجة حرارة البحيرات والأنهار الجليدية، وما إلى ذلك.
مع تطور التكنولوجيا، هل يمكننا أن نتوقع أن تكون تقنية الاستشعار بالألياف البصرية قادرة على التعامل مع التحديات البيئية الأكثر تطرفًا في المستقبل؟
