Kako lahko optična vlakna dopolnijo ali nadomestijo termočlene v vročih kanalih?

Zaznavanje temperature z optičnimi vlakni je nastajajoča alternativa običajnim termočlenom, ki ponuja izrazite prednosti in nekatere omejitve. Senzorji z optičnimi vlakni delujejo na principu fotoluminiscence ali ramanskega sipanja: svetlobni impulz se pošlje skozi optično vlakno, temperatura pa se določi na podlagi valovne dolžine ali jakosti vrnjenega svetlobnega signala. Ena vrsta, fosforescentni senzor iz optičnih vlaken, uporablja fosforno prevleko na konici; čas upadanja fosforescence se spreminja s temperaturo. Ti senzorji so odporni na elektromagnetne motnje, ker je signal optični, ne električni. Zaradi tega so idealni za električno hrupna okolja, kjer termočleni trpijo zaradi EMI. Imajo tudi odlično električno izolacijo, kar odpravlja težave z ozemljitveno zanko. Zagotavljajo izjemno hiter odziv (v milisekundah) in niso-invazivni. Vendar pa imajo znatne pomanjkljivosti za aplikacije z vročim tokom. Prvič, stroški so veliko višji-posamezen senzor z optičnimi vlakni lahko stane pet- do desetkrat več kot vrhunski termočlen. Drugič, optična vlakna so krhka in zahtevajo previdno ravnanje; ne morejo prenesti enake mehanske obremenitve (vibracije, vpenjanje, nenamerno vlečenje) kot oklepni termočlen. Tretjič, vmesnik-optoelektronski pretvornik-doda še eno komponento, ki lahko odpove. Četrtič, temperaturno območje številnih senzorjev z optičnimi vlakni je omejeno; medtem ko nekateri prenesejo do 400 stopinj, se lahko fosforni premazi sčasoma razgradijo, kar povzroči odnašanje. Petič, konica vlakna mora biti v neposrednem toplotnem stiku s kovino; doseganje tega z enako zanesljivostjo kot vzmetni{17}}termočlen je izziv. V praksi se senzorji iz optičnih vlaken večinoma uporabljajo v raziskavah in razvoju ali v posebnih-aplikacijah z zelo visoko vrednostjo, kjer so elektromagnetni motnji resni in so stroški upravičeni. Za veliko večino industrijskih vročih kanalov ostajajo termoelementi bolj praktični, robustni in stroškovno-učinkoviti. Vendar pa nekateri proizvajalci vročih kanalov raziskujejo hibridne sisteme, kjer se kot referenca za redno umerjanje termočlena uporablja senzor z optičnimi vlakni. To izboljšuje natančnost optičnih vlaken, medtem ko termočlen uporablja kot delovno silo. Druga nastajajoča tehnologija je porazdeljeno zaznavanje temperature (DTS), kjer lahko en sam optični kabel vzdolž razdelilnika meri temperaturo na vsaki točki, kar zagotavlja popoln toplotni zemljevid. To je trenutno predrago za proizvodnjo, vendar bo morda v prihodnosti izvedljivo. Medtem ko optična vlakna ponujajo zanimivo alternativo, se pričakuje, da bodo termočleni ostali prevladujoča tehnologija zaznavanja v vročih kanalih zaradi njihove dokazane zanesljivosti, nizkih stroškov in enostavne namestitve.