技術(shù)
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)測的要求逐漸嚴(yán)格。傳統(tǒng)的點(diǎn)式傳感器,已無法滿足市場需求
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)測的要求逐漸嚴(yán)格。傳統(tǒng)的點(diǎn)式傳感器,已無法滿足市場需求,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)域無可替代的傳感器載體,通過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)代人類信息化文明的基石,屬于新興國家戰(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99%以上視頻、語音、圖片、文件數(shù)據(jù)等等都是通過光纖來傳輸。沒有了光纖的支撐,人類將瞬間倒退50年,我們將沒有了網(wǎng)絡(luò) 沒有了遠(yuǎn)程通信能力,手機(jī)電腦網(wǎng)絡(luò)失效;視頻無法傳輸;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,實(shí)時(shí)測量時(shí)間可達(dá)秒級(jí)。并且光纖不僅能夠帶回來傳感數(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)確測溫和定位具體位置。布里淵科技專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,開拓創(chuàng)新”,持有各項(xiàng)專利與知識(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)以及長距離120km布里淵頻移溫度與應(yīng)變解調(diào)技術(shù),在未來應(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)場的實(shí)際應(yīng)用場景是很小的發(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溫系統(tǒng)將無法感知,也無法定位,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,無論是采樣率、信號(hào)寬帶、還是窄脈沖精度都無法突破提升。無錫布里淵科技團(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。并且不影響測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,在未來應(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)的市場前景也非常廣闊,未來有望成為光纖傳感器市場中最具潛力的領(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,我們相信將來會(huì)有更多的應(yīng)用場景和商業(yè)模式涌現(xiàn)出來,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。