Language
Country/Area
No result found
Чудо оптоволокна в экстремальных условиях: как противостоять высоким температурам и электромагнитным помехам?
В современном высокотехнологичном обществе важность надежных систем обнаружения и мониторинга для всех слоев общества очевидна. Оптоволокно в качестве среды передачи данных все шире используется в области контроля температуры. Особенно в экстремальных условиях волоконно-оптическая технология измерения температуры демонстрирует свои неоспоримые преимущества. Помимо способности выдерживать высокие температуры, она также может эффективно противостоять электромагнитным помехам, что делает ее важным инструментом в промышленных процессах.
Как работает технология распределенного измерения температуры
Распределенная система измерения температуры (DTS) использует оптоволокно в качестве линейного датчика для достижения высокоточного измерения температуры на больших расстояниях с помощью оптической технологии. Принцип работы этих систем в основном основан на эффекте комбинационного рассеяния. Когда свет проходит через оптическое волокно, изменения в тепле влияют на показатель преломления волокна, заставляя свет рассеиваться. Спектр комбинационного рассеяния, полученный в этом процессе, можно использовать для расчета изменений температуры.
Расстояние измерения может достигать более 30 км, а точность измерения может достигать ±1 °C.
Устойчивость к высоким температурам и электромагнитным помехам
Волоконно-оптические кабели обычно изготавливаются из легированного титаном кварца (SiO2) — материала, обладающего хорошей устойчивостью к высоким температурам, некоторые системы работают при температурах до 700 °C. Кроме того, волоконная оптика по своей природе невосприимчива к электромагнитным помехам, что делает ее незаменимой в различных промышленных условиях. Благодаря чувствительности и точности оптоволокна DTS особенно подходит для высокотемпературных сред, таких как нефтегазовая промышленность или зоны с сильной механической вибрацией.
Структура и интеграция волоконно-оптических сенсорных систем
Полная система измерения температуры состоит из контроллера, источника света, приемного устройства и т. д., при этом само оптоволокно действует как пассивный датчик, не выполняя никаких действий. Эти системы могут быть спроектированы с использованием сверхдлинных оптических волокон для увеличения дальности наблюдения без необходимости специальной конструкции для каждой точки обнаружения, что значительно снижает затраты на проектирование и сложность установки.
Поскольку сенсорный кабель не имеет подвижных частей и рассчитан на срок службы более 30 лет, расходы на техническое обслуживание и эксплуатацию значительно ниже, чем у традиционных датчиков.
Безопасность и эксплуатация
При эксплуатации волоконно-оптической измерительной системы соблюдайте требования безопасности при работе с лазером. Во многих системах используются маломощные лазеры, что позволяет эксплуатировать их без необходимости получения профессиональной лицензии. Однако некоторые системы должны соответствовать более строгим стандартам безопасности, чтобы гарантировать их безопасную работу в потенциально опасных средах.
Практические примеры применения
DTS имеет широкий спектр применения, включая, помимо прочего, мониторинг бурения нефтяных и газовых скважин, мониторинг силовых кабелей в реальном времени, обнаружение пожаров в туннелях, мониторинг температуры в промышленных условиях и т. д. В последние годы DTS также начала расширять свою деятельность в области мониторинга окружающей среды, например, обнаружения источников воды, анализа температуры озер и ледников и т. д.
По мере развития технологий можем ли мы ожидать, что волоконно-оптическая сенсорная технология сможет справиться с более экстремальными экологическими проблемами в будущем?
