O sensoriamento distribuído de fibra óptica Raman demonstrou ser um esquema maduro e versátil que apresenta grande flexibilidade e eficácia para a medição de temperatura distribuída de uma ampla gama de aplicações de engenharia. As últimas décadas testemunharam seu rápido desenvolvimento e ampla aplicabilidade, desde a pesquisa científica até a fabricação industrial.
Para satisfazer os requisitos de diferentes aplicações de engenharia, os pesquisadores realizaram alguns estudos com o objetivo principal de desenvolver o sensoriamento de fibra óptica distribuída Raman de alto desempenho e exploraram várias novas teorias e soluções para melhorar o desempenho do sistema. Este capítulo apresenta e resume a otimização do desempenho dos sistemas de detecção considerando quatro aspectos:precisão da medição de temperatura, distância de detecção, resolução espacial e monitoramento multiparâmetro. A ilustração acima apresenta os esquemas de demodulação para melhoria de desempenho de detecção de fibra óptica distribuída. Seus subsistemas consistem principalmente no sistema de demodulação e sensoriamento e no sistema de fonte óptica. As linhas de conexão representam a melhoria teórica ou técnica do esquema com base nos componentes-chave acima.

A precisão da medição de temperatura é o índice chave de detecção do sistema, que denota o desvio da temperatura medida em relação ao valor real da temperatura. Pode ser determinado pelo desvio padrão ou incerteza da temperatura medida. Os principais fatores que afetam a precisão da medição de temperatura do sistema incluem:(1) a diferença de atenuação óptica entre os sinais anti-Stokes Raman Stokes, (2) a limitação de SNR, (3) o desvio de demodulação da equação de transmissão Raman, e (4) o princípio da reflexão óptica no domínio do tempo fazendo com que o sinal de temperatura na escala espacial da largura de pulso seja comprimido em um ponto. O sinal de temperatura detectado neste ponto é menor que a temperatura real. Nesse caso, os pesquisadores propuseram e demonstraram uma variedade de programas avançados de demodulação de temperatura para melhorar a precisão da temperatura.

A resolução espacial e a distância de detecção também são os principais indicadores da sensibilidade efetiva dos sistemas de detecção de fibra óptica distribuída Raman. A resolução espacial é definida como a distância mínima que o sistema sensor de fibra óptica pode distinguir entre dois pontos adjacentes. Um gargalo está em equilibrar a distância de detecção com a resolução espacial. Reduzir a largura de pulso pode otimizar a resolução espacial do sistema, mas deteriora a distância de detecção do sistema. Para otimizar a distância de detecção e o desempenho da resolução espacial do sistema, os pesquisadores propuseram muitas soluções avançadas.

Atualmente, no campo do monitoramento industrial moderno, há uma forte demanda por detecção colaborativa de parâmetro duplo ou mesmo multiparâmetro. Infelizmente, a detecção tradicional de fibra óptica distribuída Raman é uma tecnologia de detecção de parâmetro único baseada no espalhamento Raman, que é incapaz de atender a esses requisitos. Neste caso, o desenvolvimento de um esquema de detecção de dois parâmetros baseado em uma única fibra óptica torna-se um problema técnico importante para o sensoriamento de fibra óptica distribuída Raman. Com o objetivo de resolver os problemas mencionados acima, os pesquisadores propuseram uma variedade de soluções avançadas.

A pesquisa foi publicada em Light:Science &Applications + Explorar mais

Avanços na tecnologia de detecção de vibração/acústica de fibra óptica distribuída