Se ha demostrado que la detección de fibra óptica distribuida Raman es un esquema maduro y versátil que presenta una gran flexibilidad y efectividad para la medición de temperatura distribuida de una amplia gama de aplicaciones de ingeniería. Las últimas décadas han sido testigos de su rápido desarrollo y amplia aplicabilidad que van desde la investigación científica hasta la fabricación industrial.

Para satisfacer los requisitos de diferentes aplicaciones de ingeniería, los investigadores llevaron a cabo algunos estudios con el objetivo principal de desarrollar detección de fibra óptica distribuida Raman de alto rendimiento y exploraron varias teorías y soluciones nuevas para mejorar el rendimiento del sistema. Este capítulo presenta y resume la optimización del rendimiento de los sistemas de detección considerando cuatro aspectos:precisión de la medición de temperatura, distancia de detección, resolución espacial y monitoreo de parámetros múltiples. La ilustración anterior presenta los esquemas de demodulación para mejorar el rendimiento de la detección de fibra óptica distribuida. Sus subsistemas consisten principalmente en el sistema de demodulación y detección, y el sistema de fuente óptica. Las líneas de conexión representan la mejora teórica o técnica del esquema basado en los componentes clave anteriores.

La precisión de la medición de temperatura es el índice de detección clave del sistema, que indica la desviación de la temperatura medida del valor de temperatura real. Puede determinarse por la desviación estándar o la incertidumbre de la temperatura medida. Los principales factores que afectan la precisión de medición de temperatura del sistema incluyen:(1) la diferencia de atenuación óptica entre las señales Raman Stokes anti-Stokes, (2) la limitación de SNR, (3) la desviación de demodulación de la ecuación de transmisión Raman, y (4) el principio de reflexión óptica en el dominio del tiempo que hace que la señal de temperatura en la escala espacial del ancho del pulso se comprima en un punto. La señal de temperatura detectada en este punto es menor que la temperatura real. En este caso, los investigadores propusieron y demostraron una variedad de programas avanzados de demodulación de temperatura para mejorar la precisión de la temperatura.

La resolución espacial y la distancia de detección también son los indicadores clave de la sensibilidad efectiva de los sistemas de detección de fibra óptica distribuidos Raman. La resolución espacial se define como la distancia mínima que el sistema de detección de fibra óptica puede distinguir entre dos puntos adyacentes. Un cuello de botella radica en equilibrar la distancia de detección con la resolución espacial. Reducir el ancho del pulso puede optimizar la resolución espacial del sistema, pero deteriora la distancia de detección del sistema. Para optimizar la distancia de detección y el rendimiento de la resolución espacial del sistema, los investigadores han propuesto muchas soluciones avanzadas.

En la actualidad, en el campo de la monitorización industrial moderna, existe una fuerte demanda de detección colaborativa de dos parámetros o incluso de múltiples parámetros. Desafortunadamente, la detección tradicional de fibra óptica distribuida Raman es una tecnología de detección de un solo parámetro basada en la dispersión Raman, que no puede cumplir con estos requisitos. En este caso, el desarrollo de un esquema de detección de dos parámetros basado en una sola fibra óptica se convierte en un problema técnico importante para la detección de fibra óptica distribuida Raman. Con el fin de resolver los problemas antes mencionados, los investigadores han propuesto una variedad de soluciones avanzadas.

La investigación se publicó en Light:Science &Applications + Explora más

Avances en la tecnología de detección acústica/vibración de fibra óptica distribuida