Câbles de détection à fibre optique

Les câbles de détection à fibre optique peuvent être utilisés non seulement pour transmettre des données, mais également pour mesurer la température, la déformation et les signaux acoustiques, même dans des environnements difficiles. Les solutions de détection de la température distribuée (DTS), de détection acoustique distribuée (DAS) et de détection de vibration distribuée (DVS) d'AP Sensing permettent de surveiller efficacement les infrastructures et les bâtiments critiques, par exemple les tunnels ferroviaires et routiers, les pipelines, les gaines à barres ou encore les parkings.

En général, les câbles à fibre optique sont composés de trois éléments : le cœur, la gaine et le revêtement. La gaine et le cœur possèdent des indices de réfraction différents : la vitesse de propagation de la lumière dans un matériau. En diminuant l'angle critique normal, on peut atteindre la réflexion totale interne maximale ; ainsi, la lumière peut parcourir plusieurs kilomètres avec une atténuation minimale.

Nos câbles de détection sont entièrement passifs et nous vous proposons différentes compositions et configurations, par exemple tubes métalliques ou sans métal, « tube à l'intérieur du tube » ou acier inoxydable blindé. Les câbles sans métal réduisent le risque de tensions induites et sont généralement souples, tandis que les câbles blindés en métal assurent une protection élevée contre les rongeurs, sont particulièrement robustes et constituent le choix idéal pour les environnements difficiles. Il existe en outre une large gamme de revêtements adaptés à chaque besoin, notamment des revêtements ignifuges non corrosifs (FRNC), étanches en polyéthylène haute densité (PEHD) et bien d'autres encore.

Un revêtement primaire est appliqué pour renforcer et protéger le cœur et la gaine. Le revêtement des fibres doit être sélectionné en fonction de la plage de températures applicable et de la technologie de détection. Pour les plages de températures standard, les fibres du capteur sont recouvertes d'un revêtement acrylate, tandis que pour les plages de températures plus élevées ou les environnements cryogéniques, elles sont protégées par un revêtement polyimide.

Plages de températures ambiantes du revêtement primaire
Acrylate	-40 °C à +90 °C
Acrylate haute température	-40 °C à +150 °C
Silicone/PFA	-40 °C à +200 °C
Polyimide	-180 °C à +300 °C
Métal	>300 °C

 

Les câbles de détection sont proposés avec des fibres multimodes (MM) et monomodes (SM) ou une combinaison des deux.Pour les fibres MM, on choisit généralement un cœur de 50 µm ou 62,5 µm de diamètre, ce qui permet de faire traverser beaucoup plus de lumière dans le cœur qu'avec les fibres SM. À l'heure actuelle, les cœurs de 50 µm sont privilégiés par rapport aux cœurs de 62,5 µm dans la plupart des cas, et sont devenus la norme en matière de fibres multimodes. La plupart des fibres MM possèdent également un indice gradué (IG) de leur section. Cela signifie qu'en matière d'indice de réfraction, la transition est progressive entre la gaine et le cœur, par opposition aux fibres à saut d'indice, pour lesquelles l'indice de réfraction diminue fortement entre le cœur et la gaine (principalement utilisées pour les fibres monomodes).

Le mode principale se propage le long de l'axe central de la fibre, lors de l'émission d'une impulsion initiale de lumière laser dans une fibre optique. Si la lumière pénètre en biais dans la fibre par rapport à son axe central, cela entraîne des réflexions internes qui provoquent un déplacement de la lumière « par étapes » (en zigzag ou en spirale) à travers la fibre. Le chemin optique de certains rayons lumineux sera plus long que d'autres et ils arriveront après la lumière principale. L'indice de réfraction étant plus faible près du bord de la fibre, l'IG des fibres MM permet aux lumières non principales de se déplacer plus rapidement. Cela minimise l'effet de la dispersion modale.

En général, les fibres MM sont utilisées pour la DTS et pour la plupart des liaisons de communication par fibre optique à large bande passante.Les fibres MM possèdent des sections beaucoup plus grandes permettant d'accueillir un volume plus important de lumière, qui peut être couplée puis réfléchie en interne dans le cœur. Par rapport au cœur d'une fibre SM, la fibre MM réduit les problèmes d'alignement du cœur et atténue les pertes de lumière au niveau des épissures et des connecteurs mécaniques. Cela se traduit par un meilleur rapport signal sur bruit (SNR) et des performances de résolution supérieures pour les systèmes de DTS.

Les fibres SM sont toutefois avantageuses pour différents systèmes. Les fibres SM sont généralement dotées d'un petit cœur de 9 µm de diamètre. En permettant à la lumière de se propager en un seul mode, la dispersion modale est réduite au minimum. Le fait de pouvoir coupler moins de lumière dans la fibre complique considérablement l'obtention des mesures du signal de diffusion Raman.Le signal de diffusion Rayleigh ayant des ordres de grandeur plus intenses que le signal de diffusion Raman, les fibres SM sont davantage utilisées pour les systèmes de DAS ou de DVS puisque ces derniers se servent du signal de diffusion Rayleigh.

Les câbles de détection à fibre optique peuvent même être exploités dans des endroits isolés, car ils sont de très petite taille et fonctionnent sans électricité. Les câbles de détection sont également immunisés contre les interférences électromagnétiques (IME) et ils ne conduisent pas l'électricité ; ils peuvent donc être utilisés à proximité de lignes électriques à haute tension ou de lieux abritant des matériaux inflammables, comme du kérosène dans les hangars pour avions.

Notre équipe d'ingénieurs d'application travaillera à vos côtés pour déterminer les besoins de votre projet, afin de trouver le juste équilibre entre coûts, conductivité thermique et robustesse.

Caractéristiques principales

• Localisation précise des événements
• Mesure de la température, de la déformation, de la vibration et des signaux acoustiques
• Immunité contre les interférences électromagnétiques (IME)
• Aucune maintenance (essentiel pour les zones inaccessibles)
• Adaptés aux zones à risque explosif
• Élément de détection petit, souple et entièrement passif
• Existent pour des températures allant de -180 °C à +300 °C