Cabos sensores de fibra óptica

Os cabos sensores de fibra óptica podem ser usados ​não apenas para transmissão de dados, mas também para medir temperatura, deformação  e sinais acústicos, mesmo em ambientes agressivos. As soluções de Distributed Temperature Sensing (DTS) e Distributed Acoustic / Vibration Sensing (DAS e DVS) da AP Sensing permitem o monitoramento eficiente de edifícios e infraestruturas críticas, como túneis ferroviários e rodoviários, dutos, dutos barramento e garagens de estacionamento.

Em geral, os cabos de fibra óptica têm três componentes: o núcleo, revestimento e a jaqueta protetora. O Revestimento e o núcleo têm diferentes índices de refração, que é a velocidade de propagação da luz em um material. Com a minimização do ângulo crítico normal, é possível alcançar o máximo da reflexão interna total, de forma que a luz pode percorrer quilômetros com atenuação mínima.

Nossos cabos sensores são completamente passivos e estão disponíveis em uma variedade de composições e configurações diferentes, incluindo tubos metálicos, sem metal, tubo em tubo ou com blindagem de aço inoxidável. Os cabos sem metal reduzem o risco de tensão eletrica  induzidas e geralmente são flexíveis, enquanto os cabos blindados de metal têm alta proteção contra roedores, são robustos e a escolha certa para ambientes hostis. Além disso, há uma grande variedade de jaquetas adequadas disponíveis, por exemplo, revestimentos retardadores de chama não corrosivos (FRNC), polietileno de alta densidade (HDPE), bloqueador de água ou outros.

Para reforço e proteção do núcleo e do revestimento é aplicado um camada com elementos de resistência. A camada de fibras deve ser selecionada considerando-se a faixa de temperatura aplicável e a tecnologia de detecção. As fibras de detecção para faixas de temperatura padrão utilizam revestimentos de acrilato, enquanto as fibras para faixas de temperatura mais altas ou ambiente criogênico usam poliamida.

Revestimento primário para faixa de temperatura ambiente 

 Acrilato

 -40 °C a +90 °C

 Acrilato de alta temperatura

 -40 °C a +150 °C

 Silicone PFA

 -40 °C a +200 °C

 Poliamida

 -180 °C a +300 °C

 Metal

 >300 °C

 

Os cabos sensores estão disponíveis com fibras multimodo (MM) e monomodo (SM) ou uma combinação de ambas. Para fibras MM, normalmente é escolhido um núcleo de 50 µm ou 62,5 µm de diâmetro, o que possibilita um tráfego de luz muito maior do que nas fibras SM. Atualmente, na maioria dos casos, um núcleo de 50 µm é preferido em vez de 62,5 µm, pois este se tornou o padrão estabelecido para fibras multimodo. A maioria das fibras MM também tem um índice graduado (IG) de sua seção transversal. Isso significa que a transição no índice de refração é gradual entre o revestimento e o núcleo, ao contrário das fibras de índice escalonado, nas quais o índice de refração diminui drasticamente do núcleo para o revestimento (usado principalmente para fibras monomodo).

O principal modo de propagação da luz é ao longo do eixo central da fibra, em que um pulso inicial de luz laser é emitido em uma fibra óptica. Se a luz entrar na fibra em um ângulo com sua linha central, isso resultará em reflexos internos que fazem com que a luz viaje no índice de passo (ziguezague ou caminho em espiral) através da fibra. O caminho óptico de alguns raios de luz será mais longo do que outros e chegará após a luz do modo principal. Devido ao menor índice de refração próximo à borda da fibra, o IG das fibras MM permite que modos de luz não principais viajem mais rápido. Isso minimiza o efeito da dispersão modal.

Normalmente, as fibras MM são usadas para DTS e para a maioria dos links de comunicação de fibra óptica de alta largura de banda. As fibras MM têm seções transversais substancialmente maiores que permitem um maior volume de luz, a qual pode ser acoplada e, em seguida, refletida internamente no núcleo. Em comparação com o núcleo de uma fibra SM, a fibra MM minimiza a incompatibilidade de alinhamento do núcleo, de forma a reduzir a perda de luz nas emendas e nos conectores mecânicos. Isso resulta em uma melhor relação sinal-ruído (SNR) e desempenho de resolução para sistemas DTS.

No entanto, as fibras SM são vantajosas para sistemas diferentes. As fibras SM normalmente têm um núcleo pequeno de 9 µm de diâmetro. Ao permitir que a luz se propague em apenas um modo, a dispersão modal é minimizada. A fibra aceita o acoplamento de menos luz, de modo que é muito mais complicado se houver medições do sinal de espalhamento Raman. Como o sinal de espalhamento Rayleigh é muitíssimo mais intenso do que o sinal de espalhamento Raman, as fibras SM são mais usadas para sistemas DAS ou DVS, pois esses sistemas utilizam o sinal de espalhamento Rayleigh.

Os cabos do sensor de fibra óptica podem ser usados​ mesmo em locais remotos, pois esses cabos são muito pequenos e não precisam de energia elétrica para funcionar. Os cabos sensores também são imunes a interferências eletromagnéticas (IEM) e não são condutores de eletricidade, de modo que podem ser usados​em locais com eletricidade de alta tensão ou na presença de material inflamável, como combustível de aviação, em hangares de aeroportos.

Nossa equipe de engenheiros de aplicação  trabalharão com você em seus requisitos de projeto para encontrar um equilíbrio entre custos, condutividade térmica e robustez.

Características principais

  • Localização exata dos eventos
  • Temperatura, deformação, vibração e medição acústica
  • Imune a interferência eletromagnética (IEM)
  • Livre de manutenção (essencial para áreas inacessíveis)
  • Adequado para uso em áreas de risco de explosão
  • Elemento sensor pequeno, flexível e puramente passivo
  • Disponível para temperaturas de -180 °C a + 300 °C