Các ứng dụng cảm biến sợi quang bước vào thời kỳ bùng nổ

Mặc dù công nghệ cảm biến sợi quang đã có từ nhiều thập kỷ trước nhưng việc ứng dụng cảm biến sợi quang trước đây còn rất khiêm tốn. Khi cáp quang trở nên phổ biến rộng rãi hơn trên khắp đất nước, nhờ sự đầu tư của nhà nước và tư nhân, các cơ hội cho các ứng dụng mới đang xuất hiện đối với cáp quang không còn bị giới hạn trong việc cung cấp kết nối băng thông rộng tốc độ cao, độ trễ thấp cho các khu vực chưa được phủ sóng và chưa được phủ sóng. Cảm biến sợi quang đang mở ra cánh cửa cho nhiều ứng dụng mới, từ giám sát ve sầu đến tìm kiếm nguồn năng lượng mới.

 

 

Công nghệ cảm biến sợi quang phân tán

 

Công nghệ cảm biến sợi quang hoạt động bằng cách đo những thay đổi xảy ra tự nhiên trong sự tán xạ ánh sáng trong sợi quang. Nó có thể theo dõi trạng thái vật lý của sợi quang bằng cách phát hiện những thay đổi về độ rung, độ căng và nhiệt độ, sử dụng toàn bộ chiều dài của sợi làm cảm biến. Sợi quang có thể cung cấp thông tin theo thời gian thực về môi trường vật lý của chúng và dữ liệu được thu thập có thể xác định chính xác các sự kiện và điều kiện gần cáp cảm biến.
Cảm biến âm thanh phân tán (DAS), theo định nghĩa của Hiệp hội cảm biến sợi quang (FOSA), hoạt động bằng cách đo các chuyển động nhỏ của sợi quang gây ra bởi các rung động âm thanh làm thay đổi tín hiệu quang truyền qua sợi. Trên thực tế, toàn bộ chiều dài của sợi quang trở thành hàng nghìn micrô ảo nhạy cảm có thể được sử dụng để giám sát tài sản vật chất và các sự kiện địa vật lý. Cảm biến nhiệt độ phân tán (DTS) có thể phát hiện các đám cháy trong đường hầm và tòa nhà, theo dõi nhiệt độ của dây cáp và thậm chí phát hiện rò rỉ trên diện rộng dọc theo đường ống và bể chứa. Mặt khác, Cảm biến ứng suất phân tán (DSS) sử dụng các đặc tính quang học của sợi quang để cung cấp thông tin về chuyển động của mặt đất, giám sát biến dạng, kéo dài cáp, giám sát uốn cong và mỏi, cũng như công việc đào và cầu.

 

 

Các ứng dụng mới liên tục xuất hiện

 

Bằng cách sử dụng công nghệ sợi tối hoặc cáp quang hiện có, không cần phải cài đặt và bảo trì các cảm biến Internet of Things (IoT) chuyên dụng để cung cấp nhiều thông tin về thế giới vật chất xung quanh chúng ta với chi phí bổ sung thấp. Bằng cách áp dụng nhiều công nghệ cho các tình huống khác nhau, dữ liệu này có thể giúp bảo vệ cơ sở hạ tầng quan trọng như cầu, đường ống và cáp.

 

Ứng dụng mới 01: Giám sát DAS về các loài chim biết hót

Việc tưởng tượng những sợi cáp quang trên không được gắn trên các cột điện không chỉ cung cấp băng thông rộng mà còn giám sát hoạt động của ve sầu nghe có vẻ vừa lạ vừa đáng kinh ngạc. Theo báo cáo tháng 11 năm 2023 trên Tạp chí Khoa học Côn trùng, cáp quang hiện có có thể dễ dàng bao phủ và giám sát tuyến đường 50-km, cung cấp độ phân giải khoảng 1 mét, tương đương với việc lắp đặt 50,{{5 }} cảm biến dọc theo cùng một tuyến đường mà không cần cài đặt thêm và cấp nguồn. Trong chu kỳ bùng phát ve sầu năm 2021, các nhà nghiên cứu đã theo dõi hoạt động của ve sầu trong 16 ngày ở trung tâm New Jersey, cho phép họ dễ dàng nghe các mẫu âm thanh của ve sầu, xem mối tương quan trực tiếp giữa ve sầu và nhiệt độ địa phương, đồng thời theo dõi hoạt động của chúng trong suốt vòng đời của chúng .

 

Ứng dụng mới 02: Giám sát giao thông DAS
Mặc dù cáp quang sẽ là xương sống truyền thông cho ô tô tự lái và các phương tiện được kết nối trong tương lai, nhưng ngày nay nó đã được sử dụng để giám sát các sự kiện vật lý trên đường cao tốc và đường nhỏ của quốc gia. Bộ Giao thông Vận tải Utah (UDOT) đã chôn hơn 3.250 dặm cáp quang dọc theo các con đường để phát hiện và giám sát các sự kiện theo thời gian thực, bao gồm va chạm, tuyết lở, tốc độ phương tiện và thời gian di chuyển. Thông tin thu được sẽ được truyền đến Trung tâm Điều hành Giao thông của UDOT để sử dụng trong việc đánh giá tình trạng giao thông, điều động phương tiện khẩn cấp và cảnh báo người lái xe về các tình trạng nguy hiểm. DAS bổ sung cho mạng lưới cảm biến, radar và camera hiện có, cung cấp giải pháp giám sát hợp lý cho những khu vực có mật độ dân cư thưa thớt hơn các khu vực.

 

Ứng dụng mới 03: Giám sát an toàn đường sắt DAS
Đối với vận chuyển trên mặt đất, cáp quang là công nghệ sẽ hỗ trợ lâu dài. Cáp quang bên đường cung cấp khả năng kết nối và bảo mật đường truyền 5G cho người tiêu dùng ngày nay, đồng thời sẽ cung cấp năng lượng cho công nghệ xe được kết nối trong tương lai. Đồng thời, sợi quang được sử dụng để bảo vệ giám sát và an ninh đường sắt. Các hệ thống dựa trên DAS có thể phát hiện các hành vi xâm nhập của phương tiện và sự xâm nhập của động vật trên diện rộng, đồng thời giúp phát hiện hành vi trộm cắp và hoạt động tội phạm khác.

 

Ứng dụng mới 04: Giám sát cáp DAS
Vai trò của cảm biến sợi quang trong ngành điện cũng ngày càng mở rộng, cả về giám sát cơ sở hạ tầng và tìm kiếm tài nguyên mới thông qua công nghệ cảm biến địa lý. Công nghệ giám sát được lắp đặt trên đường dây truyền tải điện có thể cung cấp khả năng giám sát nhiệt độ, độ sâu chôn lấp và tình trạng cáp. Trong trường hợp cáp bị đứt hoặc hư hỏng khác, cáp quang giúp xác định nhanh chóng vị trí hư hỏng để đội sửa chữa có thể được điều động nhanh chóng đến nơi cần thiết.

 

 

Công ty chúng tôi chuyên sản xuất các loại cáp quang, dây nối cáp quang, vui lòng liên hệ!