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如何將50km的通信光纜變成100萬(wàn)只光纖溫度傳感器?

2023-05-18 09:45 無(wú)錫布里淵電子科技有限公司

導(dǎo)讀:隨著分布式光纖傳感科技的不斷進(jìn)步,物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、AI人工智能等新技術(shù)的快速發(fā)展,各行各業(yè)對(duì)安全監(jiān)測(cè)的要求逐漸嚴(yán)格。傳統(tǒng)的點(diǎn)式傳感器,已無(wú)法滿足市場(chǎng)需求

隨著分布式光纖傳感科技的不斷進(jìn)步,物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、AI人工智能等新技術(shù)的快速發(fā)展,各行各業(yè)對(duì)安全監(jiān)測(cè)的要求逐漸嚴(yán)格。傳統(tǒng)的點(diǎn)式傳感器,已無(wú)法滿足市場(chǎng)需求,在這個(gè)背景下,普通的通信光纜因成本低,成分穩(wěn)定,壽命長(zhǎng)達(dá)30年以上,本征防雷防爆不帶電等特點(diǎn),成了天然優(yōu)質(zhì)且在特定領(lǐng)域無(wú)可替代的傳感器載體,通過(guò)分布式光纖傳感技術(shù)將普通通信光纜變成溫度+聲波振動(dòng)+應(yīng)力應(yīng)變傳感器陣列成為了一個(gè)備受關(guān)注的領(lǐng)域。這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用范圍廣泛,可涵蓋石油管線、電力電纜安全、煤礦安全、消防火災(zāi)安全、交通隧道等多個(gè)行業(yè)。

光纖是現(xiàn)代人類(lèi)信息化文明的基石,屬于新興國(guó)家戰(zhàn)略基礎(chǔ)設(shè)施之一。與我們生活高度相關(guān),隨著光纖通信的普及,當(dāng)前人類(lèi)99%以上視頻、語(yǔ)音、圖片、文件數(shù)據(jù)等等都是通過(guò)光纖來(lái)傳輸。沒(méi)有了光纖的支撐,人類(lèi)將瞬間倒退50年,我們將沒(méi)有了網(wǎng)絡(luò) 沒(méi)有了遠(yuǎn)程通信能力,手機(jī)電腦網(wǎng)絡(luò)失效;視頻無(wú)法傳輸;2G、3G、4G、5G都將重新歸零。但是光纖不僅僅可以用作通信,光纖還可以用于傳感(包含溫度、聲波振動(dòng)、應(yīng)變等)。光纖用于傳感的主要優(yōu)勢(shì)是光纖的主要成分是二氧化硅,成本低廉(占地球總質(zhì)量的12%,取之不盡,用之不竭)。光纖的成分單一、耐腐蝕、耐高溫、抗輻射、本征安全防爆,壽命30年以上。配合高精尖的分布式光纖傳感解調(diào)系統(tǒng),光纖所在現(xiàn)場(chǎng)不需要任何供電的情況下,即可將光纖所到之處的任何位置,幾公里、幾十公里,甚至上百公里以外所有光纖沿線的溫度、聲波振動(dòng)、應(yīng)變等信息全部帶回來(lái),實(shí)時(shí)測(cè)量時(shí)間可達(dá)秒級(jí)。并且光纖不僅能夠帶回來(lái)傳感數(shù)據(jù),還能夠準(zhǔn)確定位。比如光纖與管道同溝敷設(shè),任何一個(gè)位置管道有泄漏,即可準(zhǔn)確測(cè)溫和定位具體位置。布里淵科技專(zhuān)注于分布式光纖溫度、聲波振動(dòng)、位移應(yīng)變等光纖傳感技術(shù)研發(fā)、技術(shù)更新、技術(shù)突破,也是具備單臺(tái)設(shè)備百萬(wàn)量級(jí)分布式光纖溫度、聲波振動(dòng)、位移應(yīng)變傳感器集成能力的團(tuán)隊(duì)。團(tuán)隊(duì)成立至今,在分布式光纖傳感領(lǐng)域深耕細(xì)作,堅(jiān)持“銳意進(jìn)取,開(kāi)拓創(chuàng)新”,持有各項(xiàng)專(zhuān)利與知識(shí)產(chǎn)權(quán)46項(xiàng)。創(chuàng)新的技術(shù)有厘米級(jí)布里淵分布式光纖頻域編碼的溫度解調(diào)技術(shù)、布里淵分布式相位聲波振動(dòng)還原pDAS技術(shù)(NPU神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)AI模型)以及長(zhǎng)距離120km布里淵頻移溫度與應(yīng)變解調(diào)技術(shù),在未來(lái)應(yīng)用前景廣闊。

當(dāng)前分布式光纖傳感技術(shù)最大的難點(diǎn)是光纖的感知分辨率,感知分辨率可以類(lèi)比于視頻圖像的分辨率,分辨率越高越清晰,分布式光纖傳感同樣如此,傳感感知分辨率越高越靈敏。傳統(tǒng)的分布式光纖拉曼測(cè)溫技術(shù),感知分辨率是米級(jí)的,比如±1米的空間尺寸感知分辨率。但是往往現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景是很小的發(fā)熱點(diǎn)或者泄漏點(diǎn)與光纖發(fā)生接觸,熱點(diǎn)的影響范圍僅僅是厘米級(jí)甚至是毫米級(jí),傳統(tǒng)的分布式光纖拉曼測(cè)溫系統(tǒng)將無(wú)法感知,也無(wú)法定位,因?yàn)槲⑿〉臏囟茸兓瘜⒈惠^大區(qū)間的空間尺寸感知分辨率平均掉。

當(dāng)前,全球的分布式光纖傳感技術(shù)的發(fā)展都面臨著同樣的技術(shù)難題,如何提高光纖的空間感知能力,從米級(jí)的空間感知能力提升至厘米級(jí)的空間感知能力將會(huì)是一個(gè)量變到質(zhì)變的突破,難度非常之大,需要理論研究與工程實(shí)踐的綜合能力,傳統(tǒng)的拉曼光學(xué)時(shí)域解調(diào)在米級(jí)的空間尺寸感知分辨率已經(jīng)達(dá)到極限,無(wú)論是采樣率、信號(hào)寬帶、還是窄脈沖精度都無(wú)法突破提升。無(wú)錫布里淵科技團(tuán)隊(duì)十年磨一劍,突破了這項(xiàng)技術(shù)并已經(jīng)全面產(chǎn)品化,將空間尺寸感知分辨率提升至±5cm,同時(shí)定位精度也提升至±5cm,意味著對(duì)于同樣的1km普通通信光纖,傳統(tǒng)的±1米的空間尺寸感知分辨率的分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng),將1km的光纖變成了1000個(gè)溫度傳感器陣列,但是布里淵科技的厘米級(jí)分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)可以將1km的光纖變成20000個(gè)溫度傳感器陣列,提升幅度達(dá)到20倍。并且不影響測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,在未來(lái)應(yīng)用前景廣闊,在分布式光纖傳感領(lǐng)域具有劃時(shí)代的意義。

將通信光纜變成溫度傳感器陣列是一項(xiàng)具有廣泛應(yīng)用前景的技術(shù),可以在石油管線、電力電纜安全、煤礦安全、消防火災(zāi)安全、交通隧道安全等多個(gè)領(lǐng)域中發(fā)揮重要作用。同時(shí),該技術(shù)的市場(chǎng)前景也非常廣闊,未來(lái)有望成為光纖傳感器市場(chǎng)中最具潛力的領(lǐng)域之一。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和創(chuàng)新,產(chǎn)品的價(jià)格的調(diào)整,我們相信將來(lái)會(huì)有更多的應(yīng)用場(chǎng)景和商業(yè)模式涌現(xiàn)出來(lái),將這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用到更廣泛的領(lǐng)域中,為人們的生命財(cái)產(chǎn)安全保駕護(hù)航。