Language
Country/Area
No result found
Senjata rahasia penginderaan suhu terdistribusi: Bagaimana teknologi OTDR dan OFDR membuat pengukuran begitu tepat?
Dalam lingkungan industri yang sangat otomatis saat ini, kemampuan untuk mengukur suhu secara akurat menjadi semakin penting. Sistem penginderaan suhu terdistribusi (DTS), sebagai teknologi serat optik, telah memainkan peran yang sangat penting di banyak bidang. Melalui teknologi ini, pengukuran suhu tidak terbatas pada titik yang telah ditetapkan, tetapi dapat terus merekam profil suhu di sepanjang serat optik, sehingga sangat meningkatkan akurasi dan jangkauan pengukuran.
Perubahan indeks bias lokal serat optik karena perubahan termal memungkinkan teknologi ini melakukan pengukuran yang tepat pada jarak yang berbeda, mencapai resolusi spasial 1 meter dan mempertahankan akurasi ±1°C.
Prinsip pengukuran: Efek Raman
Pengaruh parameter pengukuran fisik seperti suhu, tekanan, dan tegangan pada serat optik kaca akan menyebabkan perubahan lokal pada karakteristik transmisi cahaya, itulah sebabnya serat optik digunakan sebagai sensor linier. Ketika efek termal memicu getaran kisi dalam benda padat, foton berinteraksi dengan elektron molekul di bawah iradiasi cahaya, yang menyebabkan hamburan Raman.
Hamburan Raman dapat dibagi menjadi tiga komponen spektral: hamburan Rayleigh, garis Stokes, dan garis anti-Stokes, di antaranya garis anti-Stokes Kekuatan garis ini sebanding dengan suhu.
Melalui rasio intensitas cahaya garis anti-Stokes dan garis Stokes, kita dapat memperoleh suhu lokal serat optik. Prinsip pengukuran yang tepat ini menjadikan teknologi DTS sebagai alat penting dalam industri saat ini.
Prinsip pengukuran: teknologi OTDR dan OFDR
Dalam teknologi penginderaan suhu terdistribusi, OTDR (optical time domain reflectometry) dan OFDR (optical frequency domain reflectometry) adalah dua prinsip pengukuran dasar. Sejak kemunculannya lebih dari 20 tahun lalu, teknologi OTDR telah menjadi standar industri untuk pengukuran kerugian telekomunikasi, terutama melalui sinyal hamburan balik Rayleigh hulu dan hilir. Sebaliknya, OFDR menyediakan informasi respons berbasis frekuensi, yang membuat keseluruhan proses pengukuran menjadi rumit dan memerlukan transformasi Fourier.
Melalui teknologi ini, sistem DTS dapat menganalisis jarak lebih dari 30 kilometer dan mencapai resolusi suhu kurang dari 0,01°C, yang menyediakan kemampuan aplikasi yang sangat baik untuk berbagai industri.
Struktur dan integrasi sistem kabel penginderaan
Sistem pengukuran suhu terdistribusi terdiri dari pengontrol (termasuk sumber laser, generator pulsa, modul optik, penerima, dan unit mikroprosesor) dan serat optik kaca kuarsa sebagai sensor suhu linier. Karena serat ini dapat mencapai panjang 70 kilometer dan sifatnya yang pasif tidak memerlukan titik penginderaan individual, biaya produksinya berkurang secara signifikan, sehingga lebih hemat biaya.e.
Desain sistem pengukuran serat optik yang tidak memiliki komponen bergerak memberikan masa pakai lebih dari 30 tahun, sehingga secara signifikan mengurangi biaya perawatan dan pengoperasian.
Hal ini membuat teknologi DTS sangat fleksibel dan mudah diintegrasikan dalam sistem kontrol industri. Saat ini, dalam industri minyak dan gas, standar XML untuk transmisi data telah diadopsi untuk memfasilitasi aplikasi yang komprehensif antara berbagai sistem.
Keselamatan laser dan pengoperasian sistem
Dalam sistem uji optik, kebutuhan keamanan laser harus dipertimbangkan untuk memastikan keamanan pemasangan jangka panjang. Banyak sistem DTS menggunakan desain laser berdaya rendah (misalnya, Kategori 1M) yang relatif aman untuk dioperasikan dan dapat digunakan oleh siapa saja tanpa memerlukan petugas keselamatan laser profesional. Untuk sistem DTS yang digunakan dalam atmosfer yang mudah meledak, model desain berdaya rendah tertentu telah memastikan keselamatan operasional.
Interaksi bebas elektromagnetik dari teknologi ini semakin mengurangi risiko keselamatan di lingkungan yang kompleks, sehingga menjadikannya ideal untuk berbagai aplikasi industri.
Estimasi suhu dan rentang aplikasi
Dengan menggunakan teknologi penginderaan suhu terdistribusi, perusahaan telah mencapai aplikasi yang sukses dalam produksi minyak dan gas, pemantauan saluran transmisi daya, dan deteksi kebakaran di terowongan dan fasilitas industri. Terlebih lagi, teknologi ini juga dapat diterapkan pada pemantauan lingkungan, mulai dari suhu aliran hingga deteksi sumber air tanah, dan bahkan konfigurasi suhu dalam sistem pertukaran panas, yang menunjukkan keluasan dan fleksibilitasnya.
Penerapan teknologi penginderaan suhu terdistribusi tidak hanya mendorong pengembangan industri, tetapi juga memberikan kemungkinan baru untuk perlindungan lingkungan dan pengelolaan sumber daya.
Kemajuan teknologi tersebut tidak hanya mengubah cara kerja industri, tetapi juga mengarah pada persyaratan untuk resolusi yang lebih tinggi dan rentang pengukuran yang lebih panjang. Apakah ini juga akan mendorong inovasi lebih lanjut dalam teknologi pengukuran suhu di masa mendatang?
