سنسور فیبر نوری چیست؟

سنسور فیبر نوری از خواص فیزیکی نور هنگام حرکت در طول فیبر برای تشخیص تغییرات دما، کرنش و سایر پارامترها استفاده می کند. سنسور فیبر نوری از فیبر به عنوان حسگر برای ایجاد هزاران نقطه حسگر پیوسته در طول فیبر استفاده می کند.

دستگاه هایی که خود فیبر را اندازه گیری می کنند عموماً interrogators نامیده می شوند. هدف استفاده از یک فیبر استاندارد یا خاص برای اندازه‌گیری دما و کرنش در امتداد آن با استفاده از تکنیک‌های سنسور فیبر نوری توزیع‌شده Raman و Brillouin است.

به عنوان مثال، با استفاده از حسگر فیبر interrogators، می توان:

هر نقطه داغ را در امتداد کابل برق خود شناسایی و پیدا کنید.
هر گونه فشار بیش از حد بر روی کابل نوری خود را شناسایی و پیدا کنید و قبل از شکستن واکنش نشان دهید.

در زیر نمونه هایی از کاربردهای حسگر فیبر آورده شده است:

سنسور فیبر نوری چگونه کار می کند؟

کابل فیبر نوری می تواند به عنوان مسیر ارتباطی بین ایستگاه آزمایش و حسگر خارجی عمل کند که به عنوان حسگر بیرونی شناخته می شود. با این حال، هنگامی که فیبر خود به عنوان سیستم حسگر فیبر نوری عمل می کند، این به عنوان حسگر فیبر intrinsic شناخته می شود.

مزیت این نوع از فناوری سنجش فیبر، این است که رابط های گسسته بین فیبر و حسگرهای خارجی مورد نیاز نیست، که پیچیدگی و هزینه را کاهش می دهد. به منظور امکان پذیر ساختن این امر، تحریک خارجی مانند دما و نوسانات کرنش باید به روشی قابل اندازه گیری بر منبع نور درون کابل تأثیر بگذارد تا داده های مفیدی ارائه دهد.

هنگامی که فوتون های نور پس از تماس با ذرات درون یک فیبر به طور تصادفی پراکنده می شوند، این به عنوان پراکندگی رالی شناخته می شود. این اصل با انواع مختلف تکنیک‌های آزمایش فیبر مانند آزمایش فیبر OTDR مفید است زیرا حجم، طول موج و مکان نور پراکنده شده به آشکارساز می‌تواند بزرگی و موقعیت رویدادهای میرایی را در فیبر نوری تعیین کند.

به روشی مشابه، پراکندگی رامان تغییرات ناشی از دما را در فوتون‌های پراکنده به منبع در نوار استوکس ایجاد می‌کند. با اندازه گیری تفاوت بین شدت نور پس پراکنده در نوارهای استوکس و ضد استوکس، می توان دما را در هر مکان معینی در طول فیبر به دقت تعیین کرد.

پراکندگی بریلیوئین پدیده ای مشابه است که در آن طول موج نور پس پراکنده تحت تأثیر دمای خارجی و تحریک صوتی به روشی قابل پیش بینی قرار می گیرد. این داده‌ها، هنگامی که با دانش پس‌زمینه دما در همان نقطه همراه می‌شوند، می‌توانند برای تعیین دقیق کرنش تجربه شده توسط فیبر و تجزیه و تحلیل برای تعیین مناطق (zones) فیبر تحت تأثیر قرار بگیرند.

سنسور فیبر نوری توزیع شده

پراکندگی رامان و بریلوین به طور موثر در سنجش فیبر توزیع شده (DFS) استفاده می شود. پراکندگی رامان برای سنجش دمای توزیع شده (DTS) و پراکندگی بریلوین برای سنجش دما و فشار توزیع شده (DTSS) استفاده می شود. این اندازه‌گیری‌ها تحت تأثیر از دست دادن نوری فیبر نیستند، بنابراین می‌توان از آن‌ها برای نظارت دقیق دما و کرنش در طول ده‌ها کیلومتر استفاده کرد.

در این متن، "distributed-توزیع شده" به سادگی به فناوری سنجش فیبر اشاره دارد که می تواند به طور مداوم در طول کامل فیبر یا سنسور فیبر نوری توزیع شده اندازه گیری کند. در اصل، فیبر خود حسگر است. از آنجایی که این روش‌های سنجش فیبر کاملاً ذاتی هستند، در صورتی که انتظار می‌رود دمای زیر ۱۰۰ درجه سانتیگراد (۲۱۲ درجه فارنهایت) باقی بماند و فیبر در معرض اختلالات شیمیایی یا مکانیکی بیش از حد قرار نگیرد، می‌توان از فیبر استاندارد مخابراتی به عنوان رسانه استفاده کرد.

حسگر فیبر چگونه تکامل یافت

قبل از اینکه فیبر نوری به عنوان یک روش مخابراتی در دهه ۱۹۷۰ در صحنه ظاهر شود، پتانسیل آشکار فیبر برای کاربردهای سنجش از قبل درک شده بود. حسگر فوتونیک، یک حسگر فیبر خارجی که برای اندازه‌گیری ارتعاشات غیر تماسی استفاده می‌شود، در سال ۱۹۶۷ ثبت اختراع شد. در اواسط دهه ۱۹۸۰، اصول ژیروسکوپ فیبر نوری ایجاد شد. با ردیابی تغییر فاز منبع نور لیزر موجود در فیبر، می توان داده های چرخشی دقیقی به دست آورد.

کاربردهای سنسور فیبر نوری چیست؟

در اینجا چند به بررسی چند مثال کاربردی برای حسگرهای فیبر نوری می پردازیم:

سنجش شبکه نوری: شبکه های فیبر نوری را محافظت، بازرسی یا نظارت کنید
سنجش نظارت بر زیرساخت: با استفاده از فیبر به عنوان دستگاه کاوشگر، می توان از فیبر برای انجام نظارت بر زیرساخت استفاده کرد. در این مورد، می‌توان فیبر را در امتداد زیرساخت‌های حیاتی مانند پل، خط لوله، دهانه امن یا دیوار سد مستقر کرد تا در صورتی که فیبر فشار ناگهانی، حرکت یا دمای فیبر زیرساخت را در معرض خطر قرار دهد، زنگ هشدار را به صدا درآورد. از آسیب یا شکست این را می توان برای ایمن کردن دهانه هایی مانند درها یا درپوش های منهول برای ایجاد زنگ هشدار در صورت شکستن دهانه استفاده کرد.

چندین برنامه نظارت بر زیرساخت با سنجش فیبر VIAVI در دسترس هستند.

تشخیص حرکت زمین در طول خط لوله
تشخیص تغییر شکل مکانیکی خط لوله
تشخیص و محل هر گونه نشتی در طول خط لوله، دایک، سد و غیره.
تشخیص و مکان یابی هر نقطه بحرانی در یک شبکه نوری مخابراتی
تشخیص و مکان هر نقطه داغ در امتداد کابل برق

VIAVI چه نوع سنسورهای سنجش فیبر نوری را ارائه می دهد؟

مجموعه سنجش فیبر VIAVI شامل موارد زیر است:

DTS (Distributed Temperature Sensing) بر اساس فناوری Raman OTDR
DTSS (Distributed Temperature and Strain sensing) بر اساس فناوری Brillouin OTDR

چگونه می توان زیرساخت ها را به صورت دوره ای بازرسی کرد؟

با استفاده از یک دستگاه قابل حمل، مانند پلت فرم VIAVI T-BERD/MTS-8000 با ماژول DTS یا DTSS، می توان به میدان رفته و اندازه گیری های میدانی را روی فیبرها انجام داد. روش دیگر، با استفاده از ONMSi و یک OTU (واحد تست نوری) نصب شده روی قفسه با یک ماژول DTS یا DTSS، فیبرها را می‌توان با استفاده از ردیابی‌های دوره‌ای که در صورت تغییر از ردیابی مرجع اولیه روی آلارم تنظیم می‌شوند نظارت کرد.

در زیر نمونه ای از VIAVI DTSS آورده شده است:

بازپرس VIAVI DTSS Brillouin OTDR (BOTDR) است. یک پالس کوتاه نور به فیبر مورد استفاده به عنوان سنسور فیبر نوری پرتاب می شود. نور منتشر شده رو به جلو، نور پراکنده برگشتی بریلوین را در دو طول موج مجزا از تمام نقاط در امتداد فیبر تولید می کند.

طول موج نور پس پراکنده بریلوین با نور فرود رو به جلو متفاوت است و «استوکس» و «ضد استوکس» نامیده می شود. تفاوت سطح و فرکانس بریلوین استوکس و آنتی استوکس تصویری از دما و کرنش در طول فیبر است.

چگونه آزمایش فیبر می تواند تعمیر (MTTR) زیرساخت های حیاتی یا یک شبکه فیبر را کوتاه کند؟

مانیتورینگ فیبر زمانی که تغییری تشخیص داده می‌شود، هشدار فوری ارائه می‌کند. همچنین می تواند یک نقشه با موقعیت جغرافیایی برای مکان رویداد شناسایی شده روی فیبر ارائه دهد. این به سازمان اجازه می دهد تا هر بار برای بازرسی فیبر یا تعمیر در مکان مناسب اعزام شود و مدت زمانی طولانی را که برای یافتن یک مشکل در طول فیبر لازم است حذف کند. در مورد آزمایش فیبر بیشتر بدانید.

مشتریان قطعی سرویس ناشی از شکستگی فیبر را گزارش می‌کنند، اما اغلب زمانی که قطع می‌شود، کابل به‌طور دائم در دو طرف شکستگی یا آسیب آسیب دیده است. مثالی از بیل بکهو در حال کندن کابل را در نظر بگیرید. کابل کشیده، کشیده و کشیده شد. بازرسی کرنش به تکنسین این امکان را می‌دهد که دقیقاً تعیین کند کدام بخش از کابل‌ها نیاز به تعویض دارد و به صاحب کابل اجازه می‌دهد تا با شواهد سنجش فیبر نوری DTSS، مسئول آسیب را مسئول بداند. همین امر در مورد آسیب های ناشی از آب و هوای نامناسب و زباله هایی مانند سقوط شاخه های درخت بر روی کابل های هوایی صادق است.

رایج ترین اما تشخیص مشکل در فیبر شبکه زمانی رخ می دهد که فشار بیش از حد روی فیبر وارد شود. این به طور دائم فیبر را طولانی می کند، آن را ضعیف می کند و به طور بالقوه خاصیت انتقال نور را تغییر می دهد. در زیر تصویری از تست کرنش نشان داده شده است که سه پیک کرنش را با استفاده از DTSS نشان می دهد. هر سه قسمت این فیبر در معرض خطر هستند، اما یک Rayleigh OTDR کلاسیک این مشکل را آشکار نخواهد کرد. این پیک ها نشان می دهد که این فیبر نیاز به جایگزینی دارد.

آینده سنسورهای فیبر نوری چیست؟

با توجه به طیف گسترده‌ای از مزایایی که قبلاً از طریق سنجش فیبر نوری در صنایع مختلف به دست آمده است، می‌توان فرض کرد که کارایی و مقرون‌به‌صرفه بودن محصولات موجود درست زمانی که کاربردهای جدید توسعه می‌یابد، همچنان بهبود می‌یابد. FOSA بسیاری از این احتمالات را به طور عمیق مورد بررسی قرار داده است، از جمله استفاده از حسگر فیبر در “شهرهای هوشمند”، ادغام اینترنت اشیا (IoT)، و تغییرات نوآورانه فیبر جدید که به طور خاص برای محیط های چالش برانگیزتر طراحی شده اند.

راهنمای خرید سنسور فیبر نوری

مرکز خرید سنسور فیبر نوری در نهایت پیشنهاد می‌کنیم در صورت تمایل به خرید انواع سنسورها از جمله خرید سنسور فیبر نوری، حتما محصولات سنسورپارس را هم از نظر قیمت و هم کیفیت بررسی نموده و سپس با اطمینان خاطری تمام، فرایند خرید خود را تکمیل نمایید. لازم به ذکر است سنسور پارس با تمام برندهای معروف سنسور فیبر نوری از جمله فوتک(Fotek) همکاری میکند.

ما اطمینان داریم که تنها با یکبار خرید از این مجموعه، به یکی از مشتریان ثابت مجموعه سنسورپارس تبدیل خواهید شد. لازم به یادآوری است که در صورت نیاز به طرح هر گونه سوال، می‌توانید با برقراری ارتباط با کارشناسان مجموعه سنسورپارس، کلیه نیازهای اطلاعاتی خود را رفع نمایید.

همه چیز در مورد سنسور فیبر نوری