Quais são os tipos e aplicações dos sensores de temperatura de fibra ótica?

O sensor de temperatura de fibra ótica é um dispositivo de deteção que utiliza o princípio de que o espetro absorvido por algumas substâncias muda com a temperatura, e analisa o espetro transmitido pela fibra ótica para compreender a temperatura em tempo real. Os principais materiais são a fibra ótica, o analisador de espetro, o cristal transparente, etc. Os sensores de temperatura de fluorescência de fibra ótica estão divididos em sensores de temperatura de fluorescência de fibra ótica distribuídos. Os sensores de temperatura de fibra ótica utilizam um material polimérico sensível à temperatura que corresponde ao índice de refração da fibra ótica revestido no exterior de duas fibras ópticas fundidas, de modo a que a luz possa ser introduzida na superfície reflectora a partir de uma fibra ótica e emitida pela outra fibra ótica. Como este novo material sensível à temperatura é afetado pela temperatura, o índice de refração muda, a potência ótica de saída em função da temperatura. Classificação dos sensores de temperatura de fibra ótica. Sensores de temperatura de fibra ótica distribuídos. Os sensores de temperatura de fibra ótica distribuídos são normalmente utilizados em sistemas que detectam a distribuição espacial da temperatura. O seu princípio foi proposto pela primeira vez em 1981, e a tecnologia foi finalmente desenvolvida à medida que os cientistas realizavam investigação experimental. O princípio deste sensor baseia-se em três tipos de sensores, a dispersão de Rayleigh, a dispersão de Brillouin e a dispersão de Raman. A investigação sobre a dispersão de Rayleigh (OTDR) e a dispersão de Brillouin (OTDR) registou grandes progressos. Por conseguinte, o ponto fulcral da futura investigação sobre sensores centrar-se-á no estudo de novos sensores distribuídos de fibra ótica baseados na dispersão de Brillouin (OTDR).

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Recentemente, Gunesyilmaz, na Turquia, desenvolveu um sensor de temperatura de fibra ótica distribuído com uma resolução de temperatura de 1°C e uma resolução espacial de 1°C. 23 m. Muitas universidades na China também efectuaram investigação sobre sensores de temperatura de fibra ótica distribuídos. Por exemplo, em 1997, a Universidade de Pesos e Medidas da China inventou um sistema de sensores de deteção de temperatura para minas de carvão, que detecta temperaturas entre -49°C e 150°C com uma resolução de temperatura de 0. (ii) Sensores de temperatura de fluorescência de fibra ótica. A investigação mais popular é o sensor de temperatura de fluorescência de fibra ótica, que utiliza as propriedades luminescentes dos materiais fluorescentes para detetar a temperatura da região luminescente. Quando este material fluorescente é estimulado por luz ultravioleta ou infravermelha, geralmente brilha, e os parâmetros de luz emitidos e a temperatura estão necessariamente correlacionados, de modo que a temperatura pode ser testada através da deteção da intensidade da fluorescência. Universidades de todo o mundo conceberam sensores deste tipo. Por exemplo, a Universidade de Seul, na Coreia do Sul, descobriu que a intensidade de fluorescência reflectida a 915 nm corresponde a uma fibra ótica de 10 cm com dopagem dupla e um índice de temperatura de 20 °C a 290 °C. A Universidade de Tsinghua, na China, desenvolveu um sensor de temperatura de fluorescência de fibra ótica com um intervalo de 0 °C a 160 °C, utilizando matérias-primas Gaas semicondutoras para absorver a luz e, em seguida, desenvolvendo um sensor de temperatura de fluorescência de fibra ótica baseado no princípio de que a luz muda com a temperatura. Os sensores de temperatura de fibra ótica são utilizados principalmente em sistemas de energia eléctrica, construção, indústria química, aeroespacial, cuidados médicos, desenvolvimento marinho e outros domínios, tendo alcançado um grande número de resultados de aplicação fiáveis. Os sensores de temperatura de fibra ótica são utilizados em sistemas de energia, temperaturas de superfície de cabos de energia e monitorização da temperatura de zonas densas de cabos, unidades de distribuição de energia de alta tensão, centrais eléctricas, subestações, sistemas de deteção de temperatura ambiente e de alarme de incêndio, uma variedade de geradores de grande e média dimensão, transformadores, medições de distribuição de temperatura de motores eléctricos, proteção térmica e resolução de problemas, sistemas de aquecimento, condutas de vapor, Deteção de temperatura e de pontos de avaria em oleodutos, centrais geotérmicas, monitorização da temperatura do equipamento de subestações fechadas interiores e outras aplicações importantes.2. Os sensores de temperatura de fibra ótica, em especial os sensores de temperatura de grelha de fibra ótica, podem ser facilmente enterrados no material para medir a sua temperatura interna, pelo que são amplamente utilizados em edifícios e pontes. Alguns países desenvolvidos, como os Estados Unidos, o Reino Unido, o Japão, o Canadá, a Alemanha e outros, realizaram investigação sobre a monitorização da segurança das pontes e instalaram sistemas de monitorização da segurança das pontes e de alerta precoce nas principais pontes para monitorizar indicadores-chave de segurança, como a tensão, a temperatura, a aceleração, o deslocamento, etc. No verão de 1999, foram instalados 120 sensores de temperatura de grelha de fibra ótica, estabelecendo o recorde da maior quantidade de sensores de temperatura de grelha de fibra ótica em todo o mundo. No verão de 1999, foram instalados 120 sensores de temperatura de grelha de fibra ótica, estabelecendo um recorde para o maior número de sensores deste tipo utilizados numa única ponte.3. A indústria aeroespacial é um local de utilização intensiva de sensores. Para monitorizar a pressão, a temperatura, a vibração, os níveis de combustível, o estado do trem de aterragem e a posição das asas e do leme, as aeronaves precisam de utilizar mais de 100 sensores, pelo que a dimensão e o peso dos sensores se tornam muito importantes. Os sensores de fibra ótica têm poucos outros sensores que possam corresponder às suas dimensões reduzidas e ao seu peso reduzido.4. As dimensões reduzidas dos sensores fazem todo o sentido em aplicações médicas. Os sensores de grelha de fibra ótica são os sensores mais pequenos que existem. Os sensores de grelha de fibra ótica podem medir o funcionamento dos tecidos humanos com uma intrusão mínima e fornecer informações locais precisas sobre a temperatura, a pressão e os campos acústicos. Os sensores de grelha de fibra ótica possuem uma grande variedade de tecnologias para os tecidos humanos. A investigação sobre sensores de temperatura de fibra ótica representa quase 20% de toda a investigação sobre sensores de fibra ótica. A investigação sobre sensores de temperatura de fibra ótica, para além da validação no terreno, da melhoria e do aperfeiçoamento dos equipamentos existentes, apresenta as seguintes tendências de desenvolvimento: forte desenvolvimento de técnicas de medição para medir a distribuição da temperatura, ou seja, desde a medição da temperatura de um único ponto até à medição da distribuição da temperatura ao longo da fibra ótica e da distribuição da temperatura da superfície de uma grande área; desenvolvimento de sensores multifuncionais, incluindo a medição da temperatura; e desenvolvimento de grandes conjuntos de sensores, para conseguir uma telemetria totalmente ótica.

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