वितरित फायबर ऑप्टिक सेन्सर्सचे कार्य तत्त्व आणि अनुप्रयोग

वितरित फायबर ऑप्टिक सेन्सिंग फायबर ऑप्टिक वैशिष्ट्यीकरणामध्ये तंत्रज्ञानाचे महत्त्वपूर्ण अनुप्रयोग आहेत, दोष स्थानिकीकरण, आणि फायबर ऑप्टिक पर्यावरणीय तापमानाचे निरीक्षण, ताण, आणि कंपन. ऑप्टिकल टाइम-डोमेन रिफ्लेक्शन तंत्रज्ञान, ऑप्टिकल टाइम-डोमेन विश्लेषण तंत्रज्ञान, आणि ऑप्टिकल फ्रिक्वेन्सी-डोमेन विश्लेषण तंत्रज्ञान हे वितरित फायबर ऑप्टिक सेन्सिंग तंत्रज्ञानामध्ये सामान्यतः वापरले जाणारे अनेक तंत्रज्ञान आहेत.

वितरीत फायबर ऑप्टिक सेन्सर उर्जासारख्या क्षेत्रात मोठ्या प्रमाणावर वापरले गेले आहेत, पेट्रोकेमिकल्स, वाहतूक, स्थापत्य अभियांत्रिकी, आणि एरोस्पेस. तथापि, विविध उद्योगांमध्ये वाढत्या उत्पादन सुरक्षा आवश्यकतांसह, सिंगल फंक्शन वितरित फायबर ऑप्टिक सेन्सर यापुढे गरजा पूर्ण करू शकत नाहीत. अभियांत्रिकी सुरक्षा परिस्थितींबद्दल अधिक व्यापक समजून घेण्यासाठी, वापरकर्त्यांना अनेकदा तापमानासारख्या पॅरामीटर्सचे एकाच वेळी निरीक्षण करावे लागते, कंपन, आणि सर्व कोनातून रिअल-टाइममध्ये ताण. साधारणपणे, वितरीत फायबर ऑप्टिक सेन्सरचे किमान दोन भिन्न संच आवश्यकता पूर्ण करण्यासाठी सुसज्ज असणे आवश्यक आहे.

जेव्हा ऑप्टिकल फायबर तापमानासारख्या बाह्य घटकांमुळे प्रभावित होते, ताण, कंपन, इ., तीव्रता, टप्पा, वारंवारता, आणि फायबरमधील प्रसारित प्रकाशाचे इतर मापदंड त्यानुसार बदलतील. प्रसारित प्रकाशाचे हे मापदंड शोधून, संबंधित भौतिक प्रमाण मिळू शकते. या तंत्रज्ञानाला फायबर ऑप्टिक सेन्सिंग तंत्रज्ञान म्हणतात. फायबर ऑप्टिकची स्वतःची वैशिष्ट्ये, जसे विद्युतीकरण नसणे, इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक प्रतिकार, किरणोत्सर्ग प्रतिकार, उच्च व्होल्टेज प्रतिकार, स्पार्क पिढी नाही, आणि चांगली इन्सुलेशन कार्यक्षमता, फायबर ऑप्टिक सेन्सिंग सिस्टमला सेन्सर सिस्टीमचा मुख्य प्रवाह बनवा आणि हळूहळू पारंपारिक सेन्सर सिस्टम बदला. जेव्हा ऑप्टिकल फायबरवर भौतिक प्रमाण, जसे की दबाव, तापमान, आर्द्रता, विद्युत क्षेत्र, चुंबकीय क्षेत्र, इ., बदल, हे ऑप्टिकल फायबरच्या भौतिक वैशिष्ट्यांमध्ये बदल घडवून आणेल, ऑप्टिकल फायबरमध्ये प्रसारित प्रकाश लहरींचे विविध ऑप्टिकल प्रभाव परिणामी, जसे विखुरणे, ध्रुवीकरण, तीव्रता बदल, इ. ऑप्टिकल फायबरमधील प्रकाश लहरींमधील बदल शोधून, भौतिक प्रमाण जसे की तापमान, दबाव, विकृती, आणि पाण्याची पातळी शोधता येते. अलिकडच्या वर्षांत, ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणांचा जलद विकास, विशेषतः सेमीकंडक्टर लेसर, तरंगलांबी विभाजन मल्टिप्लेक्सिंग आणि ऑप्टिकल कपलिंग तंत्रज्ञान, ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक सिग्नल शोधणे आणि त्यावर प्रक्रिया करणे, आणि इतर तंत्रज्ञान, ने वितरित सेन्सर सिस्टीम म्हणून ऑप्टिकल फायबरचा वापर करणे हे वास्तव बनवले आहे.

वितरीत फायबर ऑप्टिक सेन्सिंग तंत्रज्ञान मोठ्या प्रमाणात इमारतींसारख्या मोठ्या सब्सट्रेटच्या स्थितीचे निरीक्षण करण्यासाठी वापरले जाते, पूल, आणि वितरीत मापनाच्या फायद्यांमुळे उतार, लांब मापन अंतर, विरोधी इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक हस्तक्षेप, आणि उच्च इन्सुलेशन शक्ती. पाणबुडी केबल्स आणि ओव्हरहेड ट्रान्समिशन लाइन्स यांसारख्या इलेक्ट्रिकल उपकरणांचे तापमान आणि ताण मोजण्यासाठी ते विद्युत अभियांत्रिकीच्या क्षेत्रात देखील लागू केले जाते., आणि खूप विस्तृत अनुप्रयोग संभावना आहे. सध्या, वितरित फायबर ऑप्टिक सेन्सिंग तंत्रज्ञानावर आधारित ट्रान्सफॉर्मर वाइंडिंग तापमान आणि ताण शोधण्याबाबत काही अहवाल आहेत.
फायबर ऑप्टिक सेन्सरचे अनेक फायदे आहेत जसे की इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक हस्तक्षेपास मजबूत प्रतिकार, उच्च संवेदनशीलता, चांगले इलेक्ट्रिकल इन्सुलेशन, सुरक्षा आणि विश्वसनीयता, गंज प्रतिकार, आणि फायबर ऑप्टिक सेन्सिंग नेटवर्क तयार करण्याची क्षमता. त्यामुळे, उद्योगासारख्या विविध क्षेत्रात त्यांच्याकडे मोठ्या प्रमाणावर अर्ज करण्याची शक्यता आहे, शेती, बायोमेडिसिन, आणि राष्ट्रीय संरक्षण.
अलिकडच्या वर्षांत, ब्रिल्युइन ऑप्टिकल टाइम-डोमेन विश्लेषक, वितरित फायबर ऑप्टिक सेन्सिंग तंत्रज्ञानाचा विशिष्ट प्रतिनिधी म्हणून, व्यापक लक्ष वेधले आहे. इतर फायबर ऑप्टिक सेन्सर्सच्या तुलनेत, ब्रिल्युइन ऑप्टिकल टाइम-डोमेन विश्लेषकाचे फायदे आहेत जसे की उच्च अवकाशीय रिझोल्यूशन, अल्ट्रा लाँग डिस्टन्स सेन्सिंग, आणि डायनॅमिक मापन. हे एकाच वेळी उच्च अचूकतेसह तापमान आणि मायक्रोस्ट्रेन सारख्या भौतिक प्रमाणांचे मोजमाप करू शकते. ऑप्टिकल फायबर हे दोन्ही सेन्सर घटक आणि सिग्नल ट्रान्समिशन चॅनेल म्हणून काम करतात या वस्तुस्थितीमुळे, ट्रान्समिशन सिग्नल म्हणून ऑप्टिकल सिग्नल वापरणे प्रभावीपणे संरचनात्मक खर्च कमी करू शकते.

डिस्ट्रिब्युटेड फायबर ऑप्टिक सेन्सिंग तंत्रज्ञानाचा वापर पाइपलाइन लीकेज मॉनिटरिंग तंत्रज्ञानामध्ये त्याच्या विस्तृत सेन्सिंग स्पेस रेंजमुळे मोठ्या प्रमाणावर केला जातो., सेन्सिंग आणि ट्रान्समिशनसाठी समान फायबर, साधी रचना, सोयीस्कर वापर, प्रति युनिट लांबी सिग्नल संपादनाची कमी किंमत, आणि उच्च किंमत-प्रभावीता.

पारंपारिक सेन्सर बहुतेक इलेक्ट्रिक प्रकारचे असतात, लहान मापन श्रेणी आणि कठीण ग्रिड कनेक्शनसह. शिवाय, मोठ्या श्रेणी आणि लांब अंतर मोजताना पॉइंट सेन्सर्सचा उच्च देखभाल खर्च असतो. याउलट, फायबर ऑप्टिक सेन्सर्सचे सेन्सर्स फायबर ऑप्टिक असतात, ज्याची रचना स्थिर आहे, इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक हस्तक्षेपाचा प्रतिकार, गंज प्रतिकार, लहान आकार, आणि कमी खर्च. याव्यतिरिक्त, फायबर ऑप्टिकचे कव्हरेज विस्तृत आहे, आणि ते विस्तृत श्रेणी आणि अवकाशीय वितरणासह प्रणाली मोजू शकते. त्यामुळे, 1970 च्या उत्तरार्धापासून, वितरित फायबर ऑप्टिक सेन्सिंग मोठ्या प्रमाणावर विकसित केले गेले आहे, ऑप्टिकल टाइम डोमेन रिफ्लेक्शन तंत्रज्ञानाच्या उदयासह (OTDR), रमन ऑप्टिकल टाइम डोमेन रिफ्लेक्शन तंत्रज्ञान (ROTDR), ब्रिल्युइन ऑप्टिकल टाइम डोमेन रिफ्लेक्शन तंत्रज्ञान (BOTDR), आणि फेज सेन्सिटिव्ह ऑप्टिकल टाइम डोमेन रिफ्लेक्शन टेक्नॉलॉजी（Φ- OTDR, इ. सध्या, रमन ऑप्टिकल टाइम-डोमेन रिफ्लेक्शन (ROTDR) तापमान मापनावर आधारित तंत्रज्ञान तुलनेने परिपक्व आहे. त्यापैकी, रमन ऑप्टिकल टाइम-डोमेन रिफ्लेक्शन (ROTDR) तंत्रज्ञान फायबरमध्ये स्पंदित प्रकाश इंजेक्ट करते, आणि फायबरमध्ये प्रकाशाच्या प्रसारादरम्यान बॅकवर्ड रमन स्कॅटरिंग स्पेक्ट्रमचा तापमान प्रभाव निर्माण होतो. जेव्हा घटना प्रकाश क्वांटम फायबरमधील भौतिक रेणूंशी टक्कर घेते, लवचिक आणि लवचिक टक्कर होतात. जेव्हा लवचिक टक्कर होते, प्रकाश क्वांटम आणि भौतिक रेणूंमध्ये ऊर्जा विनिमय होत नाही, आणि प्रकाश क्वांटमची वारंवारता कोणत्याही प्रकारे बदलत नाही, परिणामी रेले विखुरणारा प्रकाश घटना प्रकाशासारखीच तरंगलांबी राखतो; लवचिक टक्कर मध्ये, ऊर्जा विनिमय होतो, आणि प्रकाश क्वांटा फोनॉन सोडू किंवा शोषू शकतो, परिणामी दीर्घ तरंगलांबी स्टोक्स लाइट आणि लहान तरंगलांबी अँटी स्टोक्स लाइटची निर्मिती होते. Anti Stokes ला तापमानाला अतिसंवदेनशीलता असल्याने, सिस्टीम संदर्भ चॅनेल म्हणून स्टोक्स ऑप्टिकल चॅनेल आणि सिग्नल चॅनेल म्हणून अँटी स्टोक्स ऑप्टिकल चॅनेल वापरते. या दोघांचे गुणोत्तर प्रकाश स्रोत सिग्नल चढउतार आणि फायबर बेंडिंग यांसारखे तापमान नसलेले घटक दूर करू शकतात, तापमान माहिती गोळा करणे.

FJINNO provides distributed fiber optic temperature measurement systems, जे थेट उत्पादकांद्वारे विकले जातात आणि व्यापक पाईप गॅलरीमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाऊ शकतात, केबल खंदक, तेल आणि गॅस पाइपलाइन, सबस्टेशन, इ.

फायबर ऑप्टिक तापमान सेन्सर, बुद्धिमान निरीक्षण प्रणाली, चीनमध्ये वितरित फायबर ऑप्टिक निर्माता