Як волоконна оптика може доповнити або замінити термопари в гарячих каналах?

Волоконно-оптичний датчик температури є новою альтернативою звичайним термопарам, яка пропонує певні переваги та деякі обмеження. Волоконно-оптичні датчики працюють за принципом фотолюмінесценції або комбінаційного розсіювання: імпульс світла надсилається через оптичне волокно, а температура визначається за довжиною хвилі або інтенсивністю світлового сигналу, що повертається. Один тип, фосфоресцентний волоконно-оптичний датчик, використовує люмінофорне покриття на кінці; час згасання фосфоресценції змінюється в залежності від температури. Ці датчики стійкі до електромагнітних перешкод, оскільки сигнал є оптичним, а не електричним. Це робить їх ідеальними для середовища з електричним шумом, де термопари страждають від електромагнітних перешкод. Вони також мають чудову електричну ізоляцію, усуваючи проблеми із заземленням. Вони можуть забезпечити надзвичайно швидку реакцію (мілісекунди) і є не-інвазивними. Однак вони мають значні недоліки для застосувань з гарячою канавкою. По-перше, вартість набагато вища-один волоконно-оптичний датчик може коштувати в п’ять-десять разів дорожче за термопару преміум-класу. По-друге, оптичні волокна крихкі і вимагають обережного поводження; вони не можуть витримати такий самий рівень механічного навантаження (вібрації, затискання, випадкове витягування), як броньована термопара. По-третє, інтерфейс-оптоелектронний перетворювач-додає ще один компонент, який може вийти з ладу. По-четверте, температурний діапазон багатьох волоконно-оптичних датчиків обмежений; хоча деякі витримують температуру до 400 градусів, люмінофорне покриття може з часом руйнуватися, спричиняючи дрейф. По-п'яте, кінчик волокна повинен мати прямий тепловий контакт з металом; досягти цього з такою ж надійністю, як у пружинної-термопари, складно. На практиці волоконно-оптичні датчики здебільшого використовуються в дослідженнях і розробках або в -спеціальних застосуваннях із дуже високою вартістю, де електромагнітні перешкоди є сильними, а вартість виправдана. Для переважної більшості промислових гарячих каналів термопари залишаються практичнішими, надійнішими та-економічнішими. Однак деякі виробники гарячих каналів досліджують гібридні системи, де волоконно-оптичний датчик використовується як еталон для періодичного калібрування термопари. Це підвищує точність волоконної оптики, використовуючи термопару як робочу конячку. Ще одна нова технологія – це розподілене вимірювання температури (DTS), де один волоконно-оптичний кабель уздовж колектора може вимірювати температуру в кожній точці, створюючи повну теплову карту. Зараз це занадто дорого для виробництва, але це може стати можливим у майбутньому. На даний момент, хоча волоконна оптика пропонує цікаву альтернативу, очікується, що термопари залишаться домінуючою технологією вимірювання в гарячих каналах завдяки своїй перевіреній надійності, низькій вартості та простоті встановлення.