Волоконно-оптический датчик
Из Википедии, свободной энциклопедии
Волоко́нно-опти́ческий да́тчик — небольшое по размерам устройство, в котором оптическое волокно используется как в качестве линии передачи данных, так и в качестве чувствительного элемента, способного детектировать изменения различных величин.
Элементы, используемые в волоконно-оптических датчиках, полностью пассивны в отношении электричества, что делает их пригодными для применения в различных отраслях.[1]
 | Стиль этой статьи неэнциклопедичен или нарушает нормы литературного русского языка. |
Преимущества
Датчики на оптическом волокне обладают целым рядом преимуществ:
- возможность мультиплексирования
- дистанционные измерения
- устойчивость к электромагнитным помехам
- отсутствие электричества в точке измерения
- долговременная стабильность
Принципы работы
Суммиров вкратце
Перспектива
Точечные датчики
Чувствительным элементом точечных волоконно-оптических датчиков являются волоконные брэгговские решетки. Волоконная брэгговская решетка представляет собой селектирующее зеркало. Это значит, что если завести в оптоволокно излучение от широкополосного источника, то обратно отразится свет с очень узкой спектральной полосой с центром на длине волны Брэгга. Оставшийся свет продолжит идти в оптоволокне без каких-либо потерь. Длина волны Брэгга определяется периодом решетки и показателем преломления сердцевины.
Технология волоконных брэгговских решеток позволяет размещать множество датчиков в одной оптоволоконной линии и производить абсолютные измерения без калибровки. Эти уникальные особенности делают данную технологию наиболее подходящим и надежным решением для продолжительного мониторинга.
Распределённые датчики
Распределённый датчик температуры (distributed temperature sensor) состоит из двух частей — опросного устройства с лазерным источником и оптоволоконного измерительного кабеля. Данная система способна производить измерение температуры на большие расстояния. Принцип работы системы распределённого датчика заключается в следующем: опросное устройство испускает лазерный импульс длительностью 10 нс, который претерпевает обратное рассеивание в каждой точке оптоволоконного кабеля. Анализ спектра обратного рассеивания позволяет определить температуру каждой точки волоконно-оптического кабеля.[2]
Аналогично устроен распределённый акустический датчик (distributed acoustic sensor) — когерентный рефлектометр, только анализируется в нём не изменения спектра, а колебания интенсивности рассеянного излучения. По параметрам этих флуктуаций можно судить о вызвавшем данную акустическую волну источнике. Прибор используется как система мониторинга протяжённых объектов, а также для составления акустических сечений скважин.
Классификация датчиков
Точечные датчики
Существуют точечные датчики различных величин:
- деформации
- температуры
- давления
- вибрации
- угла наклона
- линейных перемещений
Распределенные датчики
Существуют распределенные датчики таких величин как:
- температуры
- деформации
Применения
Суммиров вкратце
Перспектива
Благодаря своим уникальным характеристикам, оптоволоконные датчики на основе брэгговских решеток нашли своё применение во многих областях, таких как строительство и геотехника, аэрокосмическая, энергетическая и нефтегазовая промышленность.[3]
Системы мониторинга, основанные на данной технологии, экономически эффективны при использовании на крупномасштабных объектах — там, где необходима установка сотен датчиков для продолжительных измерений различных физических параметров. Волоконные брэгговские решетки также являются самым надёжным решением при работе с агрессивными средами, где датчики находятся в экстремальных условиях.
| Отрасль | Применение ВОД |
|---|---|
| Горнодобывающая отрасль |
|
| Нефтяная отрасль |
|
| Газовая отрасль |
|
| Гидроэнергетика |
|
| Электроэнергетика |
|
| Строительство и ЖКХ |
|
| Авиация и космос |
|
Примечания
Wikiwand - on
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.