La señal se propaga 10 kilómetros, ¿cambiarán los datos de temperatura?
En sistemas de sensores de fibra óptica (como sistemas de sensores de fibra Bragg (FBG) o sistemas de sensores distribuidos de fibra óptica), la transmisión de señales de 10\ \text{km} no altera los datos de temperatura.
Siempre que la intensidad de la señal óptica (relación señal/ruido SNR) se mantenga por encima del umbral de sensibilidad del demodulador, los datos de temperatura medidos conservarán su precisión absoluta, eliminando el problema de distorsión o deriva de datos que sufren las señales eléctricas tradicionales (como las señales de voltaje o corriente) debido a la resistencia del cable de transmisión y la caída de voltaje.
1. Análisis de principios físicos y de ingeniería
- Absolutidad de la codificación de longitud de onda/frecuencia (Wavelength / Frequency Encoding)
Los sensores de fibra Bragg (FBG) utilizan la tecnología de modulación de longitud de onda. Los cambios en la temperatura externa se reflejan directamente en un desplazamiento relativo de la longitud de onda central del espectro de reflexión ( \lambda_B ) ( \Delta \lambda_B ). La longitud de onda es una cantidad física absoluta y, al propagarse la señal óptica en la fibra, ya sea por curvatura de la fibra, pérdida en empalmes o transmisión a larga distancia, no se alteran las características de longitud de onda del espectro. - Atenuación de transmisión de fibra extremadamente baja (Low Optical Attenuation)
En la banda del infrarrojo cercano comúnmente utilizada (como la banda habitual de 1550\ \text{nm} ), el coeficiente de atenuación de la fibra monomodo estándar suele ser de solo 0.18 \sim 0.22\ \text{dB/km} .
Después de transmitir la señal durante 10\ \text{km} , la pérdida de transmisión acumulada es de aproximadamente 2\ \text{dB} , lo que equivale a una reducción de la potencia óptica de aproximadamente el 37\% . El rango dinámico de los demoduladores modernos de fibra Bragg suele ser superior a 30\ \text{dB} (¡incluso puede superar los 50\ \text{dB} !), por lo que esta débil atenuación de 2\ \text{dB} no afecta en absoluto la extracción precisa de la longitud de onda del pico de reflexión por parte del demodulador. - Capacidad anti-interferencia de los sensores distribuidos de temperatura por fibra óptica (DTS/BOTDA)
Para los sensores distribuidos de temperatura basados en la dispersión Raman (Raman DTS), aunque la transmisión a larga distancia puede implicar una atenuación diferencial entre las dos longitudes de onda (luz anti-Stokes y luz Stokes), los sistemas DTS de alta calidad utilizan el método de demodulación de bucle de doble extremo (Double-ended loop) o algoritmos de compensación automática diferencial para eliminar por completo las desviaciones causadas por la atenuación. Los sistemas basados en la dispersión de Brillouin (BOTDA) obtienen la temperatura midiendo el desplazamiento de frecuencia, y la frecuencia tampoco se ve afectada por la atenuación a distancia.
2. Ejemplos de productos de sensor OFSCN® de alta calidad relacionados
En proyectos de monitorización de temperatura industrial a larga distancia y de alta exigencia, los sensores y cables de fibra óptica proporcionados por Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. (OFSCN®) garantizan una transmisión estable de la señal en condiciones de funcionamiento adversas:
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Sensor de temperatura de fibra Bragg:
El Sensor de temperatura de fibra Bragg OFSCN® 300 °C utiliza un encapsulado de tubo de acero sin costura, diseñado específicamente para entornos industriales de alta temperatura, proporcionando una excelente estabilidad de longitud de onda y compatibilidad con la transmisión a larga distancia.
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Sensor distribuido de temperatura por fibra óptica:
El Sensor distribuido de temperatura OFSCN® 300 °C utiliza un encapsulado de tubo de acero inoxidable 316L de una sola capa sin costura, con fibra monomodo de alta temperatura integrada, adecuado para la monitorización distribuida de temperatura (DTS/OFDR) de larga distancia y alta resolución.
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Cable de conexión de fibra óptica de alta temperatura (para conectar el sensor al demodulador):
El Cable de conexión de fibra óptica OFSCN® 120 °C se puede personalizar desde 1 metro hasta cientos de metros de longitud, lo que garantiza una mínima atenuación de la señal en rutas de larga distancia.
