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如何将50km的通信光缆变成100万只光纤温度传感器?

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vdianwang 发表于 2023-9-9 15:47:49 | 显示全部楼层 |阅读模式 打印 上一主题 下一主题
[size=0.7]随着分布式光纤传感科技的不断进步,物联网、云计算、AI人工智能等新技术的快速发展,各行各业对安全监测的要求逐渐严格。传统的点式传感器,已无法满足市场需求,在这个背景下,普通的通信光缆因成本低,成分稳定,寿命长达30年以上,本征防雷防爆不带电等特点,成了天然优质且在特定领域无可替代的传感器载体,通过分布式光纤传感技术将普通通信光缆变成温度+声波振动+应力应变传感器阵列成为了一个备受关注的领域。这项技术的应用范围广泛,可涵盖石油管线、电力电缆安全、煤矿安全、消防火灾安全、交通隧道等多个行业。
[size=0.7] water_202305181403289375.png
[size=0.7]光纤是现代人类信息化文明的基石,属于新兴国家战略基础设施之一。与我们生活高度相关,随着光纤通信的普及,当前人类99%以上视频、语音、图片、文件数据等等都是通过光纤来传输。没有了光纤的支撑,人类将瞬间倒退50年,我们将没有了网络 没有了远程通信能力,手机电脑网络失效;视频无法传输;2G、3G、4G、5G都将重新归零。但是光纤不仅仅可以用作通信,光纤还可以用于传感(包含温度、声波振动、应变等)。光纤用于传感的主要优势是光纤的主要成分是二氧化硅,成本低廉(占地球总质量的12%,取之不尽,用之不竭)。光纤的成分单一、耐腐蚀、耐高温、抗辐射、本征安全防爆,寿命30年以上。配合高精尖的分布式光纤传感解调系统,光纤所在现场不需要任何供电的情况下,即可将光纤所到之处的任何位置,几公里、几十公里,甚至上百公里以外所有光纤沿线的温度、声波振动、应变等信息全部带回来,实时测量时间可达秒级。并且光纤不仅能够带回来传感数据,还能够准确定位。比如光纤与管道同沟敷设,任何一个位置管道有泄漏,即可准确测温和定位具体位置。布里渊科技专注于分布式光纤温度、声波振动、位移应变等光纤传感技术研发、技术更新、技术突破,也是具备单台设备百万量级分布式光纤温度、声波振动、位移应变传感器集成能力的团队。团队成立至今,在分布式光纤传感领域深耕细作,坚持“锐意进取,开拓创新”,持有各项专利与知识产权46项。创新的技术有厘米级布里渊分布式光纤频域编码的温度解调技术、布里渊分布式相位声波振动还原pDAS技术(NPU神经网络AI模型)以及长距离120km布里渊频移温度与应变解调技术,在未来应用前景广阔。
[size=0.7]当前分布式光纤传感技术最大的难点是光纤的感知分辨率,感知分辨率可以类比于视频图像的分辨率,分辨率越高越清晰,分布式光纤传感同样如此,传感感知分辨率越高越灵敏。传统的分布式光纤拉曼测温技术,感知分辨率是米级的,比如±1米的空间尺寸感知分辨率。但是往往现场的实际应用场景是很小的发热点或者泄漏点与光纤发生接触,热点的影响范围仅仅是厘米级甚至是毫米级,传统的分布式光纤拉曼测温系统将无法感知,也无法定位,因为微小的温度变化将被较大区间的空间尺寸感知分辨率平均掉。
[size=0.7]当前,全球的分布式光纤传感技术的发展都面临着同样的技术难题,如何提高光纤的空间感知能力,从米级的空间感知能力提升至厘米级的空间感知能力将会是一个量变到质变的突破,难度非常之大,需要理论研究与工程实践的综合能力,传统的拉曼光学时域解调在米级的空间尺寸感知分辨率已经达到极限,无论是采样率、信号宽带、还是窄脉冲精度都无法突破提升。无锡布里渊科技团队十年磨一剑,突破了这项技术并已经全面产品化,将空间尺寸感知分辨率提升至±5cm,同时定位精度也提升至±5cm,意味着对于同样的1km普通通信光纤,传统的±1米的空间尺寸感知分辨率的分布式光纤测温系统,将1km的光纤变成了1000个温度传感器阵列,但是布里渊科技的厘米级分布式光纤测温系统可以将1km的光纤变成20000个温度传感器阵列,提升幅度达到20倍。并且不影响测量数据的准确性,在未来应用前景广阔,在分布式光纤传感领域具有划时代的意义。
[size=0.7] water_202305181403432812.png
[size=0.7]将通信光缆变成温度传感器阵列是一项具有广泛应用前景的技术,可以在石油管线、电力电缆安全、煤矿安全、消防火灾安全、交通隧道安全等多个领域中发挥重要作用。同时,该技术的市场前景也非常广阔,未来有望成为光纤传感器市场中最具潜力的领域之一。随着技术的不断发展和创新,产品的价格的调整,我们相信将来会有更多的应用场景和商业模式涌现出来,将这项技术应用到更广泛的领域中,为人们的生命财产安全保驾护航。





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