โซลูชันไฟเบอร์ออปติกเซนเซอร์สำหรับการวัดอุณหภูมิความเครียดและการสั่นสะเทือน

พื้นหลัง

ใยแก้วนำแสงมีลักษณะเป็นเส้นใยน้ำหนักเบายืดหยุ่นทนฟ้าผ่าอายุการใช้งานยาวนานและป้องกันการระเบิด ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการสื่อสารด้วยแสงอย่างไรก็ตามเมื่อใช้เป็นเซ็นเซอร์จะสามารถวัดการกระจายของอุณหภูมิความเครียดและการสั่นสะเทือนได้ตลอดความยาวทั้งหมดของใยแก้วนำแสงแบบยาว
โยโกกาวา เป้าที่จะใช้คุณสมบัติเหล่านี้ของเซ็นเซอร์ใยแก้วนำแสงเป็นเครื่องมือวินิจฉัยสุขภาพสำหรับโครงสร้างพื้นฐานทางสังคมรวมถึงสะพานอุโมงค์และโครงสร้างขนาดใหญ่อื่น ๆ ในฐานะแอปพลิเคชันอื่น โยโกกาวา ยังมีเป้าหมายในการตรวจจับความล้มเหลวของอุปกรณ์และการพังทลายอื่น ๆ ในโรงงานปิโตรเลียมและเคมี

เทคโนโลยี

• Brillouin optical correlation domain reflectometry (BOCDR)

  BOCDR สามารถวัดอุณหภูมิความเครียดและการสั่นสะเทือนด้วยความละเอียดเชิงพื้นที่เซนติเมตร (ความละเอียดในทิศทางตามยาวของใยแก้วนำแสง) เทคโนโลยีนี้ใช้หลักการที่ความถี่ของแสงที่กระจัดกระจายของ Brillouin ที่สร้างขึ้นในใยแก้วนำแสงขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์เหล่านี้ อุณหภูมิความเครียดและการสั่นสะเทือนตลอดความยาวทั้งหมดของใยแก้วนำแสงสามารถวัดได้อย่างรวดเร็วด้วยความละเอียดเชิงพื้นที่สูงโดยเชื่อมต่อปลายด้านหนึ่งของใยแก้วนำแสงเข้ากับอุปกรณ์ตรวจวัด

  

• ข้อดีของการวัดการกระจายและความละเอียดเชิงพื้นที่

  เนื่องจากใยแก้วนำแสงถูกใช้เป็นเซ็นเซอร์แบบกระจายจึงสามารถวัดระยะ 1 กม. ขึ้นไปโดยไม่มีช่วงเวลาที่วัดไม่ได้ (ไม่เว้นว่าง) หากตำแหน่งที่น่าสงสัยปรากฏขึ้นสามารถวิเคราะห์จุดนั้นได้อย่างละเอียดด้วยความละเอียดเชิงพื้นที่สูง

  

วิสัยทัศน์สำหรับอนาคต

• แอปพลิเคชันสำหรับโครงสร้างพื้นฐานทางสังคม

  ด้วยการใช้ใยแก้วนำแสงในโครงสร้างพื้นฐานทางสังคมเช่นสะพานและอุโมงค์และใช้เป็นเซ็นเซอร์การกระจายความเครียด / การสั่นสะเทือน โยโกกาวา มีเป้าหมายที่จะตระหนักถึงสิ่งต่อไปนี้:

  1. ความสามารถในการปรับปรุงความปลอดภัยโดยการตรวจจับความเสียหายหรือข้อบกพร่องในระยะเริ่มต้นหรือโดยการติดตามการสังเกตจุดที่เป็นปัญหา นอกจากนี้ยังสามารถใช้ในการวินิจฉัยสุขภาพเบื้องต้นของโครงสร้างพื้นฐานหลังเกิดแผ่นดินไหว
  2. ลดค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาโดยการ จำกัด จุดตรวจสอบให้แคบลงและตัดชิ้นงานที่อาจเกิดขึ้นเช่นการถอดชิ้นส่วน / การประกอบใหม่และการติดตั้ง / การรื้อถอนโครงนั่งร้าน

• การใช้งานสำหรับพืช

  พืชมีโครงสร้างที่ซับซ้อนซึ่งมีการเชื่อมต่อสิ่งอำนวยความสะดวกจำนวนมากภายในพื้นที่ขนาดใหญ่ ดังนั้นผลผลิตลดลงหรือเกิดอุบัติเหตุเว้นแต่จะได้รับการดูแลและจัดการสิ่งอำนวยความสะดวกอย่างเหมาะสม โซลูชันนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตของลูกค้าโดยการรวบรวมข้อมูลอุณหภูมิความเครียดและการสั่นสะเทือนอย่างมีประสิทธิภาพโดยการติดตั้งไฟเบอร์ออปติกเซนเซอร์ในโรงงานและวิเคราะห์ข้อมูลเพื่อปรับปรุงสุขภาพความปลอดภัยความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและการบำรุงรักษา

 

---

* BOCDR ถูกคิดค้นโดย Hotate Laboratory ที่มหาวิทยาลัยโตเกียว ส่วนหนึ่งของการวิจัยและพัฒนานี้ดำเนินการโดยมอบความไว้วางใจให้กับ Japan Science and Technology Agency (JST) โครงการถ่ายทอดเทคโนโลยีที่ปรับเปลี่ยนได้และไร้รอยต่อผ่านการวิจัยและพัฒนาที่ขับเคลื่อนด้วยเป้าหมาย (A-STEP)