Kako optička vlakna mogu nadopuniti ili zamijeniti termoparove u vrućim kanalima?

Senzor temperature od optičkih vlakana nova je alternativa konvencionalnim termoparovima, koja nudi različite prednosti i neka ograničenja. Senzori od optičkih vlakana rade na principu fotoluminiscencije ili Ramanovog raspršenja: puls svjetlosti šalje se kroz optičko vlakno, a temperatura se određuje na temelju valne duljine ili intenziteta povratnog svjetlosnog signala. Jedna vrsta, fosforescentni optički senzor, koristi fosforni premaz na vrhu; vrijeme opadanja fosforescencije varira s temperaturom. Ovi senzori su otporni na elektromagnetske smetnje jer je signal optički, a ne električni. To ih čini idealnima za okoliše s električnom bukom gdje termoparovi pate od EMI-ja. Također imaju izvrsnu električnu izolaciju, eliminirajući probleme s petljom uzemljenja. Mogu pružiti izuzetno brz odgovor (milisekunde) i nisu-invazivni. Međutim, oni imaju značajne nedostatke za aplikacije s vrućim kanalima. Prvo, trošak je puno veći-jedan optički senzor može koštati pet do deset puta više od vrhunskog termoelementa. Drugo, optička vlakna su krhka i zahtijevaju pažljivo rukovanje; ne mogu izdržati istu razinu mehaničkog naprezanja (vibracije, stezanje, slučajno povlačenje) kao oklopni termoelement. Treće, sučelje-optoelektronički pretvarač-dodaje još jednu komponentu koja može zakazati. Četvrto, temperaturni raspon mnogih optičkih senzora je ograničen; dok neki mogu podnijeti do 400 stupnjeva, fosforni premazi mogu degradirati tijekom vremena, uzrokujući pomicanje. Peto, vrh vlakna mora biti u izravnom toplinskom kontaktu s metalom; postići to uz istu pouzdanost kao termoelement-na oprugu je izazovno. U praksi se senzori od optičkih vlakana uglavnom koriste u istraživanju i razvoju ili u specijalnim aplikacijama visoke-vrijednosti gdje je EMI ozbiljan, a trošak opravdan. Za veliku većinu industrijskih vrućih kanala, termoparovi su praktičniji, robusniji i-isplativiji. Međutim, neki proizvođači vrućih kanala istražuju hibridne sustave u kojima se optički senzor koristi kao referenca za povremeno kalibriranje termoelementa. Time se povećava točnost optičkog vlakna dok se termoelement koristi kao pogonski konj. Još jedna tehnologija u nastajanju je distribuirano mjerenje temperature (DTS), gdje jedan optički kabel duž razvodnika može mjeriti temperaturu u svakoj točki, pružajući potpunu toplinsku kartu. Ovo je trenutno preskupo za proizvodnju, ali bi moglo postati izvedivo u budućnosti. Za sada, iako optička vlakna nude zanimljivu alternativu, očekuje se da će termoparovi ostati dominantna senzorska tehnologija u vrućim kanalima zbog svoje dokazane pouzdanosti, niske cijene i jednostavnosti ugradnje.