Sensor de fibra óptica

Definición

Un sensor de fibra óptica  es un pequeño dispositivo en el que se utiliza una fibra óptica como línea de transmisión de datos y como elemento sensible capaz de detectar cambios en varias cantidades.

Los elementos utilizados en los sensores de fibra óptica son absolutamente pasivos con respecto a la electricidad, lo que permite su uso en diversas industrias [1] .

Beneficios

Los sensores de fibra óptica tienen una serie de ventajas:

Principios de funcionamiento

Sensores puntuales

Las rejillas de fibra Bragg son el elemento sensible de los sensores de fibra óptica puntuales. Una rejilla de Bragg de fibra es un espejo selectivo. Esto significa que si la radiación de una fuente de banda ancha se introduce en una fibra óptica, la luz con una banda espectral muy estrecha centrada en la longitud de onda de Bragg se reflejará de vuelta. La luz restante continuará viajando en la fibra sin ninguna pérdida. La longitud de onda de Bragg está determinada por el período de rejilla y el índice de refracción del núcleo.

La tecnología de rejilla Fiber Bragg permite colocar múltiples sensores en una sola línea de fibra óptica y realiza mediciones absolutas sin calibración. Estas características únicas hacen de esta tecnología la solución más adecuada y confiable para el monitoreo continuo.

Sensores distribuidos

El sensor de temperatura distribuido consta de dos partes: un interrogador con una fuente láser y un cable de medición de fibra óptica. Este sistema es capaz de medir la temperatura a largas distancias. El principio de funcionamiento del sistema de sensores distribuidos es el siguiente: el interrogador emite un pulso láser con una duración de 10 ns, que sufre retrodispersión en cada punto del cable de fibra óptica. El análisis del espectro de retrodispersión permite determinar la temperatura de cada punto del cable de fibra óptica. [2]

Un sensor acústico distribuido está dispuesto de manera similar: un reflectómetro coherente , solo que no analiza los cambios en el espectro, sino las fluctuaciones en la intensidad de la radiación dispersa. Según los parámetros de estas fluctuaciones, se puede juzgar la fuente que provocó esta onda acústica. El dispositivo se utiliza como sistema de monitoreo para objetos extensos, así como para compilar secciones acústicas de pozos.

Clasificación de sensores

Sensores puntuales

Hay sensores puntuales de varios tamaños:

Sensores distribuidos

Hay sensores distribuidos de cantidades tales como:

Aplicaciones

Debido a sus características únicas, los sensores de fibra óptica basados ​​en rejillas de Bragg han encontrado su aplicación en muchas áreas, como la construcción y la geotecnia, la industria aeroespacial, la energía y el petróleo y el gas.

Los sistemas de monitoreo basados ​​en esta tecnología son rentables cuando se usan en instalaciones a gran escala, donde se requieren cientos de sensores para mediciones continuas de varios parámetros físicos. Las rejillas de fibra Bragg también son la solución más confiable cuando se trabaja con ambientes corrosivos donde los sensores están expuestos a condiciones extremas.

Industria aplicación WOD
Industria minera
  • alerta de incendio en minas
  • Supervisión SSS de pozos y labores mineras
  • monitoreo térmico distribuido de cintas transportadoras
Industria del aceite
  • monitoreo térmico de pozos
Industria del gas
  • monitoreo de tuberías y estaciones compresoras
energía hidroeléctrica
  • Monitoreo HPP
Industria de la energía
  • monitoreo de cable de alimentación distribuida
  • monitorización de vibraciones y temperatura de generadores
  • protección de arco de celdas de aparamenta 6-35 kV
Construcción y vivienda y servicios comunales
  • monitoreo de elementos estructurales de edificios (cimientos, estructuras de carga, vigas y techos)
  • monitoreo de puentes, pasos elevados
  • monitoreo inteligente del hogar
  • Supervisión del estado de la red de calefacción.
Aviación y espacio
  • la introducción de elementos sensibles en materiales compuestos (seguimiento de deformación y temperatura)
  • sistema de monitoreo aerotransportado

Notas

  1. E. Udd. Sensores de fibra óptica / ed.E. Extraño. - M .: Technosfera, 2008. - S. 17. - ISBN 978-5-94836-191-8 .
  2. Corporación eléctrica de Yokogawa. Sensor distribuido para control de temperatura en pozos de petróleo y gas a una distancia de hasta 6 km . Consultado el 27 de agosto de 2015. Archivado desde el original el 7 de agosto de 2015.