Ako môže vláknová optika doplniť alebo nahradiť termočlánky v horúcich kanáloch?

Snímanie teploty optickými vláknami je novou alternatívou ku konvenčným termočlánkom, ktoré ponúkajú výrazné výhody a určité obmedzenia. Senzory z optických vlákien pracujú na princípe fotoluminiscencie alebo Ramanovho rozptylu: cez optické vlákno sa vysiela impulz svetla a teplota sa určuje z vlnovej dĺžky alebo intenzity vráteného svetelného signálu. Jeden typ, fosforeskujúci optický senzor, používa fosforový povlak na hrote; čas rozpadu fosforescencie sa mení s teplotou. Tieto senzory sú odolné voči elektromagnetickému rušeniu, pretože signál je optický, nie elektrický. Vďaka tomu sú ideálne pre elektricky hlučné prostredia, kde termočlánky trpia EMI. Majú tiež vynikajúcu elektrickú izoláciu, čím eliminujú problémy so zemnou slučkou. Dokážu poskytnúť extrémne rýchlu odozvu (milisekundy) a sú neinvazívne-. Majú však značné nevýhody pre aplikácie horúcich vtokov. Po prvé, cena je oveľa vyššia-snímač s jedným optickým vláknom môže stáť päť až desaťkrát viac ako prémiový termočlánok. Po druhé, optické vlákna sú krehké a vyžadujú si starostlivé zaobchádzanie; nedokážu vydržať rovnakú úroveň mechanického namáhania (vibrácie, zovretie, náhodné ťahanie) ako pancierový termočlánok. Po tretie, rozhranie{12}}optoelektronického prevodníka{13}}pridáva ďalší komponent, ktorý môže zlyhať. Po štvrté, teplotný rozsah mnohých optických senzorov je obmedzený; zatiaľ čo niektoré zvládnu až 400 stupňov, fosforové povlaky sa môžu časom znehodnotiť a spôsobiť posun. Po piate, hrot vlákna musí byť v priamom tepelnom kontakte s kovom; dosiahnuť to s rovnakou spoľahlivosťou ako pri pružinovom{17} termočlánku je náročné. V praxi sa senzory s optickými vláknami väčšinou používajú vo výskume a vývoji alebo v špeciálnych{19}aplikáciách s veľmi vysokou hodnotou, kde je EMI závažná a náklady sú opodstatnené. Pre veľkú väčšinu priemyselných horúcich vtokov zostávajú termočlánky praktickejšie, robustnejšie a nákladovo{21}}efektívnejšie. Niektorí výrobcovia horúcich vtokov však skúmajú hybridné systémy, kde sa ako referencia na pravidelnú kalibráciu termočlánku používa optický senzor. Toto využíva presnosť optických vlákien pri použití termočlánku ako ťahúňa. Ďalšou vznikajúcou technológiou je distribuované snímanie teploty (DTS), kde jediný kábel z optických vlákien pozdĺž rozdeľovača môže merať teplotu v každom bode, čím poskytuje kompletnú tepelnú mapu. V súčasnosti je to príliš drahé na výrobu, ale v budúcnosti to môže byť uskutočniteľné. Zatiaľ čo vláknová optika ponúka zaujímavú alternatívu, očakáva sa, že termočlánky zostanú dominantnou technológiou snímania v horúcich vtokoch vďaka ich osvedčenej spoľahlivosti, nízkej cene a ľahkej inštalácii.