Sensor Fiber Optik

Sensor fiber optik menggunakan sifat fisik cahaya saat berjalan di sepanjang serat untuk mendeteksi perubahan suhu, regangan, dan parameter lainnya. sensor fiber optik menggunakan serat sebagai sensor untuk membuat ribuan titik sensor kontinu di sepanjang serat. Ini disebut sensor fiber optik terdistribusi menggunakan sensor serat optik terdistribusi.

Alat pengukur serat itu sendiri umumnya disebut interogator. Tujuannya adalah menggunakan serat standar atau spesifik untuk mengukur suhu dan regangan sepanjang menggunakan teknik Raman dan Brillouin Distributed Fiber Optic Sensor.

Misalnya, dengan menggunakan interogator sensor fiber optik dapat:

• Deteksi dan temukan titik panas di sepanjang kabel daya Anda.
• Deteksi dan temukan ketegangan berlebihan pada kabel optik Anda dan bereaksi sebelum putus.

Bagaimana cara kerja sensor fiber optik?

Kabel fiber optik dapat bertindak sebagai jalur komunikasi antara stasiun uji dan sensor eksternal, yang dikenal sebagai penginderaan ekstrinsik. Namun, ketika serat itu sendiri bertindak sebagai sistem sensor fiber optik optik, ini dikenal sebagai sensor fiber optik intrinsik.

Manfaat dari jenis teknologi sensor fiber optik ini adalah bahwa interface diskrit antara serat dan sensor eksternal tidak diperlukan, yang mengurangi kompleksitas dan biaya. Untuk memungkinkan hal ini, stimulasi eksternal seperti fluktuasi suhu dan regangan perlu memengaruhi sumber cahaya di dalam kabel dengan cara yang terukur untuk menyediakan data yang berguna.

Ketika foton cahaya tersebar secara acak setelah menyentuh partikel dalam serat, ini dikenal sebagai hamburan Raleigh. Prinsip ini telah terbukti berguna dengan berbagai jenis teknik pengujian serat seperti pengujian serat OTDR karena volume, panjang gelombang, dan lokasi hamburan balik cahaya ke detektor dapat menentukan besar dan posisi peristiwa redaman dalam fiber optik.

Dengan cara yang sama, Raman Scattering menghasilkan perubahan yang diinduksi suhu pada foton yang tersebar kembali ke sumbernya di pita Stokes. Dengan mengukur perbedaan antara intensitas cahaya hamburan balik di pita Stokes dan anti-Stokes, suhu dapat ditentukan secara akurat di lokasi tertentu di sepanjang serat.

Brilliouin scattering adalah fenomena serupa di mana panjang gelombang cahaya hamburan balik dipengaruhi oleh suhu eksternal dan stimulasi akustik dengan cara yang dapat diprediksi. Data ini, bila digabungkan dengan pengetahuan latar belakang tentang suhu pada titik yang sama, dapat digunakan untuk secara akurat menentukan regangan yang dialami oleh serat dan dianalisis untuk menentukan area (zona) mana dari serat yang terkena dampak.

Sensor fiber optik optik terdistribusi

Raman dan Brillouin scattering efektif digunakan dalam Distributed Fiber Sensing (DFS). Hamburan Raman digunakan untuk Distributed Temperature Sensing (DTS) dan hamburan Brillouin digunakan untuk Distributed Temperature and Strain Sensing (DTSS). Pengukuran ini tidak dipengaruhi oleh hilangnya fiber optik, sehingga dapat digunakan untuk memantau suhu dan regangan secara akurat selama puluhan kilometer.

Dalam konteks ini, "terdistribusi" hanya mengacu pada teknologi sensor fiber optik yang dapat mengukur secara terus menerus di seluruh panjang serat, atau sensor fiber optik terdistribusi. Pada dasarnya, serat itu sendiri adalah sensor. Karena metode sensor fiber optik ini sepenuhnya intrinsik, serat telekomunikasi standar dapat digunakan sebagai media, jika suhu diharapkan tetap di bawah 100˚C (212˚F), dan serat tidak mengalami gangguan kimia atau mekanis yang berlebihan.

Bagaimana sensor fiber optik berevolusi

Sebelum fiber optik muncul sebagai metode telekomunikasi di tahun 1970-an, potensi nyata dari fiber untuk interface sensor sudah direalisasikan. Sensor fotonik, sensor serat ekstrinsik yang digunakan untuk pengukuran getaran non-kontak, dipatenkan pada tahun 1967. Pada pertengahan 1980-an, prinsip giroskop fiber optik telah ditetapkan. Dengan melacak pergeseran fasa dari sumber sinar laser yang terkandung di dalam serat, data rotasi yang tepat dapat diperoleh.

Komponen dan infrastruktur yang sama yang dikembangkan untuk fiber optik komunikasi, termasuk fiber optik single mode, coupler, dan splitter sama-sama cocok untuk infrastruktur sensor fiber optik. Kekebalan terhadap tegangan listrik, jangkauan jarak jauh, dan ketahanan terhadap korosi adalah atribut tambahan yang menguntungkan untuk penginderaan serat. Meskipun penginderaan serat intrinsik pertama dikembangkan pada 1970-an, baru pada awal 1990-an sensor fiber optik terdistribusi digunakan secara luas untuk suhu, regangan, tekanan, akustik, dan pengukuran lainnya. Industri minyak dan gas adalah salah satu industri pertama yang menyadari manfaat luar biasa dari sistem sensor suhu terdistribusi fiber optik di akhir 1990-an.

Selama periode yang sama ini, kisi-kisi fiber Bragg sedang dikembangkan menggunakan konstruksi serat yang dimodifikasi dengan "cermin" optik mikroskopis yang dipolakan ke dalam keseluruhan kabel. Meskipun penemuan ini dibuat secara tidak sengaja selama serangkaian percobaan cahaya argon-ion, telah terbukti berguna untuk beberapa jenis sensor fiber optik.

Baca Juga :

• Sejarah Fiber Optik
• Alexander Graham Bell
• ODC Fiber Optik