一、背景
在許多工程領(lǐng)域，尤其是航空航天、能源、化工等行業(yè)，結(jié)構(gòu)往往需要在高溫環(huán)境下運行，增加了傳感的難度。當(dāng)溫度或者應(yīng)變超出設(shè)備正常工作范圍時，可能導(dǎo)致設(shè)備性能降低、壽命縮短，甚至危及操作者的生命安全。因此，利用傳感器實現(xiàn)實時原位監(jiān)測至關(guān)重要，同時也是設(shè)備安全與健康運行的有力保障。
昊衡科技針對于當(dāng)前熱門的高溫測試領(lǐng)域，設(shè)計研發(fā)了一種可在高溫環(huán)境下測試的分布式光纖傳感器，最高可在1000℃環(huán)境下進行穩(wěn)定測試。
二、高溫分布式光纖傳感器
在實際高溫測試中，當(dāng)光纖受到較高溫度后，光纖本身會變得更脆，即使是耐溫較好的聚酰亞胺（最高耐溫300℃）光纖涂覆層也會脫落。因此，需要對光纖進行一定的保護，保證光纖在進行溫度測試時不會因為一些外在因素而發(fā)生斷裂情況。
圖1. 不同直徑的高溫分布式光纖傳感器
我司目前推出的高溫分布式光纖傳感器有三個型號，分別為直徑1mm、2mm、5mm三款分布式傳感器，均采用316L金屬進行外部封裝設(shè)計，內(nèi)部光纖選用鍍金光纖。
三、高溫環(huán)境性能測試
1）高溫性能測試
選用直徑為1mm的高溫分布式光纖傳感器，受限于試驗加載裝置大小，提前將傳感器彎折放入高溫?zé)嶙锠t內(nèi)，如圖2所示。將跳線連接到設(shè)備的DUT口，使用OSI-D設(shè)備進行測試，空間分辨率選用0.64mm。測試時將溫度從常溫逐級升至1000℃。
圖2. 傳感器擺放實物圖
在進行多次反復(fù)高溫測試后，將測試溫度在400-1000℃數(shù)據(jù)繪制如圖3所示。
圖3. 400-1000℃溫度傳感數(shù)據(jù)圖
從圖3中可以看到，在經(jīng)過多次反復(fù)高溫測試后，高溫分布式光纖傳感器仍能保持穩(wěn)定的高溫測試，驗證了該產(chǎn)品在高溫測試環(huán)境下性能的穩(wěn)定性。
2）316L金屬封裝保護性測試
圖4. 光纖實際長度和測試長度
圖4為光纖實際長度和測試長度，可以看到經(jīng)過高溫測試后，護套內(nèi)的光纖未發(fā)生斷裂的情況。圖5為特意彎曲鋼管，制造彎曲事件看能否對護套內(nèi)光纖進行有效保護。可以看到對經(jīng)過多次高溫測試后的傳感器進行彎折，使用設(shè)備測試后，鋼管內(nèi)的光纖在隨意彎折幾次后均未發(fā)生斷裂情況，證明了護套對光纖保護的可靠性。
圖5. 保護性能優(yōu)異
四、結(jié)語
昊衡科技設(shè)計研發(fā)的新型高溫分布式傳感器，可以滿足最高在1000℃的高溫環(huán)境下進行穩(wěn)定的溫度測試，同時外部采用的金屬封裝也能保證該分布式傳感器可以適應(yīng)更多復(fù)雜的測試環(huán)境，為當(dāng)前高溫測試領(lǐng)域提供了一種新的測試工具。
