استفاده از فیبر نوری در صنعت

صفحه 1:


صفحه 2:
:استاد درس: اتوماسیون صنعتی «دلنشگام صنعتیکرمانشام)» 

صفحه 3:
فیبر نوری یا تار نوری رشته های باریک و بلندی از یک مادّه شفاف مثل شیشه یا پلاستیک است که می‌تواند ‎٩ 5‏ 5 هم .نوری را که از یک سر خود وارد شده. از سر دیگر خارج کند فیبر نوری داری پهنای باند بسیار بالاتر از کابل‌های معمولی است. با فیبر نوری می‌توان داده‌های تصویر: .صوتی و داده‌های دیگر را به راحتی با پهنای باند بالا تا ۱۰ گیگابیت بر ثانیه و بالاتر انتقال داد 

صفحه 4:
.فیبر های نوری معمولا از جنس سیلیسیم دیا کسید هستند که برای انتقال داده‌ها توسط نور لیزر استفاده می‌شوند یک کابل فیبر کمتر از یک اینچ قطر دارد. اين فیبر های نوری می‌توانند صدها هزار مکالمة صوتی را منتقل و ظرفیت ۵۲. .گیگابایت در ثانیه تا ۱۰ گیگابایت در ثانیه را برای ما فراهم می‌کنند بشم أشعه نور وكثى ينيك لأ 

صفحه 5:
۲ ظرفیت بالای انتقال : پهنای باندفیبر نوری به منظور ارسال اطلاعات به مراتب بیشتر از سیم مسی است . ۲ تضعیف ناچیز : تضعیف سیگنال در فیر به مراتب کمتر از سیم مسی است . ۲ سیگنال های نوری : برخلاف سیگنال های الکتریکی در یک سیم مسی. سیگنال های نوری در یک فیبر تاثیری بر فیبر دیگر نخواهند داشت. ۲ مصرف برق پایین : با توجه به اینکه سیگنال ها در فایبر کمتر ضعیف می گردند. بنا این ميتوان از فرستنده هایی با میزان برق مصرفی پایین نسبت به فرستنده های الکتریکی که از ولتاژ بالایی استفاده میکنند. استفاده کرد. ۲ ارزافتر : هزینه چندین کیلومتر کابل نوری نسبت به سیم های مسی کمتر است . 

صفحه 6:
۲ فازک قر : قطر فیرها به مراتب کمتر از سیم های مسی است . ” غبير اشتعال زا : با توجه به عدم وجود الكتريسيته . امکان بروز آتش سوزی هرگز وجود نخواهد داشت . ” انعطاف يذيرى بيشتر : با توجه به انعظاف يذيرى و قابلیت ارسال و دریافت نور از آنان. در موارد متفاوت عکس برداری پزشکی . لوله کشی و ...استفاده می گردد. ” وزن سبك : وزن یک کابل فبر بهمراتب کمتر از کابل مسی است. 7 سیگنال های دیجیتال : مناسب به منظور انتقال اطلاعات دیجیتالی است . دوربین های دیجیتال با موارد کاربردی خاص مانند : 

صفحه 7:
از مهم ترین فیبر های نو نوری می توان به فیبر های نوری در مخابرات اشاره کرد. اين فیبر ها جهت انتقال اطلاعات از یک مکان به مکان دیگر با ارسال پالس‌های نور از طریق یک فیبر نوری استفاده می شوند. نور. یک موج الکترومغناطیسی حامل که مدوله شده است را برای حمل اطلاعات تغییر شکل می‌دهد به خاطر مزایای بیشتر ارتباطات فیبر نوری نسبت به سامانه‌های انتقال اطلاعات از زیر ساخت‌های برقی (مثل زوج سیم‌های به هم تاییده. کابل‌های کوا کسیال و .)* فیرهای نوری عماتا جایگزین سیم‌های مسی در هسته اصلی شبکه‌ها در جهان توسعه یافته شده‌اند. فیبر نوری در بسیاری از شرکت‌های مخابراتی برای انتقال سیگنال‌های تلفن: .ارتباط اینترتتی و سیگنال‌های تلویزیون کابلی مورد استفاده قرار می گیرد 

صفحه 8:
۲ از فیبر نوری به عنوان یک وسیله جهت ارتباط مخابراتی و شبکه های کامپیوتری استفاده می شود. 7 دارای قابلیت انعطاف پذیریست و می توان آنرا درون کابل قرار داد. 7 جهت برقراری ارتباط در مسافت های طولانی و به صرفه استفاده می شود. ” انتقال نور از طریق فیبر. کیفیت بالاتری نسبت به کابل های الکتریکی دارد. ۲ به منظور اندازه گیری پروفایل دما در امتداد خط و نشت یابی خطوط قابل استفاده هستند. 

صفحه 9:
امروزه سیستم‌های نشت یابی بسیار متنوعی اراثه شده است که هر کدام با استفاده از تکنیکی خاص سعی در شناسایی دقیق و سریع محل نشتی دارند. اما هنوز هیچ کدام از سیستم ها نتوانسته اند به طور کامل همه انتظارات را برآورده کنند. در اینجا قصد داریم به معرفی تکنولوژی نشت یابی خطوط لوله سیالات مایع و كاز .مبتنی بر سنسور نوری بپردازیم سنسورهای نوری گسترده دارای خصوصیات برجسته و منحصر به فردی نظیر توانایی اندازه گیری دما و کرنش در هزاران نقطه در طول فیبر نوری به طور خاص جهت یک سازه طولانی مثل خطوط لوله . خطوط جریان . چاه .های نفت و ... مورد توجه است 

صفحه 10:
خطوط لوله و خطوط انتقال كاز اغلب از نواحی‌ای عبور می کنند که از نقطه نظر قرارگیری در معرض لغزش: نشت زمین و زمین‌لرزه خطرنا کند. ضمناً مواردی چون خرابکاری عوامل انسانی و انسداد مسیر عبور سیال به .واسطه تشکیل یخ و ... نیز می توانند بهره برداری از خط را مختل نمایند این خطرات بالقوه به طور موثری می توانند منجر به آسیب. نشتی و یا شکستگی خط گردند. هزینه‌های جدی .اقتصادی و زیست محیطی از تبعات بعدی از مدار خارج شدن خطوط انتقال هستند 

صفحه 11:
مونیتورینگ می‌تواند منجر به جلوگیری از شکستگی و از مدار خارج شدن خط لوله گردد. در زمان بروز اشکال موقعیت دقیق آن را تشخیص دهد و برنامه‌های تعمیرات و نگهداری را بهینه سازد. نتیجتاً با افزایش .ایمنی. هزینه‌های بهره برداری بهینه شده و اتلاف منابع اقتصادی به حداقل می رسد پارامترهای ساختاری خطوط که باید مونیتور شوند عبارتند از: كرنش و انحنا و يارامترهاى كاركردى مورد توجه عبارتند از توزيع دماء 28 9 2959 ‎(third party) js‏ به حريم خط دفن شده. 

صفحه 12:
بخش‌های اصلی سیستم شامل دستگاه قرائت (آنالایزر) و کابل سنسور است. آنالایزر به انتهای کابل سنسور وصل می شود. امکان نصب آنالایزر در فضایی دور از ناحیه نصب سنسور نیز وجود دارد. در این حالت بخشی از کابل فیبر نوری به عنوان 0۵016 16۵0 وظیفه اتصال و انتقال اطلاعات سنسور به آنالایزر دارد. استفاده از ماژول‌های تقویت کننده ( 13100007 130086) امکان مونیتورینگ بیش از ۰ کیلومتر خط لوله را با یک سیستم اندازه گیری فراهم می کند. 

صفحه 13:
۱ ey ne eer me eee ه و خط لوله‌موازی ۰.6 ۱ تاه دقیقه دقتی بهتر از ۲ متر ۲۷۵۹6 = 400 ‎ee eee)‏ 51018546 است) 

صفحه 14:
حفاظت رشته نوری از هر گونه اثر خارجى اساس طراحى كابل نورى سنتى بوده است. مشخصاً لازم است كه کابل از نفوذ رطوبت. فشار جانبی. کرنش طولی. شکستگی حفاظت شود. این طراحی ها کابل نوری مناسبی جهت کاربری‌های طولانی مدت در شبکه‌های مخابراتی و مونیتورینگ دما در رنج 0 - تا 60 + درجه سانتیگراد با اثر ۹6۵0067108 ‎Raman Scattering » Brillouin‏ به دست می دهد. سنسورهای دمای گسترده در رنج‌های کمتر از ۲۰ - و یا بالاتر از ۶۰ + نیاز به طراحی ویژه ای دارند. خصوصاً سیستم‌های »2 » ‎Brillouin Scattering‏ که در مورد این سیستم ها لازم است تفکیک صحیحی از پاشش نور ناشی از تغیبرات دمایی و کرنش انجام شود. 

صفحه 15:
‎Brillouin Scattering Vu Cole‏ در شناسایی کرنش. آن را در مونیتور ی سازه‌های طویل مانند خط لوله مناسب می‌سازد. ‏در اين موارد كابل بايد كاملاً و عيناً كرنش سازه را به فيبر نورى منتقل كند. اين هدف با تجاربى که در طراحی كابلهاى نورى مخابراتى وجود دارد. كاملاً متناقض است؛ زيرا در مورد اين كابل ها حفاظت كابل نورى از هر كونه عامل خارجى از جمله كرنش هدف اصلى در طراحى است. ‏در نهايت زمانى كه اندازه كيرى كرنش كسترده مورد نياز است بايد به صورت همزمان دما نيز اندازه كيرى شود تا بتوان هنكام آناليز اطلاعات خام كرداورى شده ياشش نور ناشى از اين دو بارامتر را تفكيك نمود. معمولا اين اندازه كيرى همزمان از طريق نصب دو سنسور مجزا جهت دما و كرنش بدست مى آيد. بديهى است تركيب اين دو تابع در يك مجموعه بايستى مطلوب باشد. ‏تغییر شکل‌های محلی در طول 

صفحه 16:
کابل‌های سنسور دما جهت مونیتورینگ دما در فواصل طولانی به کار می روند. این کابل ها از 1 تا 4 رشته ی نوری 6ات5 ‎Mode | Mode‏ ۱11 تشکیل شده استفاده از روکش جنس کربن / پلی آمید یا پلی آمید بر روی رشته فیبر نوری رنج دمایی کابل را افزایش می دهد. آرمور 55 حفاظت مکانیکی کابل را افزایش می دهد و روکش پلیمری مقاومت شیمیایی در برابر خوردكى را تضمين مى كند . در طراحى كابل طول فيبر نورى به نحوى انتخاب مى شود که تفاوت ضريب انبساط حرارتی استيل و شيشه باعث كشيدكى يا فشردكى رشتههاى نورى نككردد. قطر فيبر نورى در اين ساختار 3.8 ميلى متر است. کابل سنسور دما و اتصالات مربوطه 

صفحه 17:
الگوریتم شناسایی نشتی در اين روش بر اساس اندازه گیری پروفایل دمایی در طول خط لوله می باشد . پروفایل دمایی نسبی که از مقایسه پروفایل مرجع با پروفایل اندازه گیری شده به دست می‌آید در محل بروز نشتی دارای قله یا دره دمایی می‌باشد. چنانچه افزایش یا کاهش دما به تغییرات آستانه دمایی تنظیم شده در نرم افزار سيستم برسد آلارمی مبنی بر بروز نشتی در سیستم ثبت می گردد. به هنگام بروز نشتى بسته به سیال فرایندی و نوع خط لوله 0091:0:6 , 01130056) ). جهت حرکت سیال نشتی تعیین کننده محل نصب کابل سنسور می باشد. 

صفحه 18:
قور سب كنال سعيوو دو طلرال بعطلرط ازياك 0 در خطوط لوله كاز و خطوط لوله :01415101 جهت حركت سيال به سمت بالاست و كابل سنسور مشابه شكل 3 در ساعت 12 خط لوله نصب مى كردد. در خطوط لوله مايعات نصب كابل در ساعت 6 خط لوله مشابه شكل 4 انجام م ىكردد. 

صفحه 19:
رفتار دمایی به هنگام بروز نشتی نیز وابسته به تفاوت دمایی سیال نشتی و محیط پیرامون خط لوله می باشد. به عنوان مثال گاز آزاد شده بر اثر افت فشار در محل وقوع نشتی باعث خنک شدن محیط پیرامون خود می‌شود. در خطوط لوله نفت و سیالات مایع نیز عمدتاً سیال گرمتر از محیط اطراف پیرامون خود می باشد 1 أنالازر (ستكه قرافت). 

صفحه 20:
زمان نشت یابی مابین 1 تا 80 دقیقه متغیر است. پارامترهای موثر بر زمان نشت یابی. میزان نشتی. تفاوت دمایی بین دمای سیال و دمای خاک. فاصله بير محل نشت و سنسور (فاصله افقی و عمودی). میزا زاذازطه۳۵۳۳6) ) خاک می باشد. Gok 35% SE (Compaction ‏ن فشردكن‎ 

صفحه 21:
پیشرفت‌های اخیر در تکنولوژی سنسورهای نوری. توان مونیتورینگ خطوط لوله با طولی بیش از ۶۰ کیلومتر با یک واحد قرائت و بیش از ۳۰۰ کیلومتر را با استفاده از تقویت کننده‌های 555 ‎(Optical Amplifier‏ را فراهم می کنند. برای دستیابی به اداف فوق الذ کر و حصول تمامی مزایای این تکنولوژی نکته اساسی انتخاب و نصب کابل‌های سنسور متناسب با نیازمندی‌های خاص هر پروژه می باشد. عموماً اجرای سنسور در فاز نصب خط لوله آسانترین روش اجراى اين سيستم است. با اين وجود امکان اجرای این سیستم بر روی خطوط اجرا شده نیز وجود دارد. در برخی موارد امکان استفاده از رشته‌های نوری مربوط به ارتباطات مخابراتی که به موازات خط لوله اجرا شده اند. وجود دارد. این رشته ها به منظور اندازه گیری پروفایل دما در امتداد خط و نشت یابی خطوط قابل استفاده 

صفحه 22: