Навошта выкарыстоўваць люмінесцэнтнае валаконна-аптычнае вымярэнне тэмпературы для кантролю размеркавальных прылад

Валаконна-аптычны датчык тэмпературы, Інтэлектуальная сістэма маніторынгу, Распаўсюджаны вытворца оптавалакна ў Кітаі

Прынцып Флуарэсцэнтны валаконна-аптычны тэрмометр

Флуарэсцэнтны валаконна-аптычны тэрмометр - гэта прыбор для вымярэння тэмпературы, заснаваны на з'яве фоталюмінесцэнцыі флуоресцентных матэрыялаў. У параўнанні з традыцыйнымі метадамі вымярэння тэрмапары, ён мае такія перавагі, як антыэлектрамагнітныя перашкоды, ўстойлівасць да карозіі, і ўстойлівасць да высокіх тэмператур і ціску. Ён можа дасягаць вызначэння тэмпературы ў рэжыме рэальнага часу ў больш суровых знешніх умовах і мае шырокія перспектывы прымянення. Сістэма вымярэння тэмпературы флуарэсцэнтнага валакна, распрацаваная Huaguang Tianrui на аснове тэхналогіі вымярэння тэмпературы флуарэсцэнтнага валакна, мае унікальныя перавагі ў параўнанні з іншымі метадамі вымярэння тэмпературы. Гэта глыбока тлумачыць прынцып працы тэрмометра з флуарэсцэнтным валакном, аналізуе ключавыя фактары, якія ўплываюць на вымярэнне тэмпературы, і стварае тэарэтычную аснову для канструкцыі тэрмометра з флуарэсцэнтным валакном. Затым, была выканана агульная канструкцыя люмінесцэнтнага валакна тэрмометра, уключаючы аптычны шлях, схема, праграмнае забеспячэнне, структура, і алгарытм. Для праверкі выканальнасці агульнага плана, быў распрацаваны параўнальны эксперымент па вымярэнні тэмпературы, а агульны план быў прааналізаваны і вывучаны на падставе фактычных даных. Была абагульнена і абмеркавана валаконна-аптычная сістэма вымярэння тэмпературы, былі прапанаваны будучыя напрамкі і ідэі для паляпшэння валаконна-аптычнага вымярэння тэмпературы.

Тэхналогія ст люмінесцэнтны тэрмометр:

(1) Ключавыя тэхналогіі оптыка-механічнай структуры:

Выкарыстанне аднаго аптычнага валакна для адначасовай перадачы сігналаў крыніцы святла і сігналаў флуарэсцэнцыі, памяншэнне аб'ёму і страты флуарэсцэнцыі тэрмометра з флуарэсцэнтным валакном;

Выкарыстанне фільтраў для экранавання ўзбуджальнага святла і флуарэсцэнцыі;

Прыняцце перадавой тэхналогіі для дасягнення герметызацыі люмінесцэнтных валаконна-аптычных зондаў.

(2) Ключавая тэхналогія схемы дэмадуляцыі:

Выкарыстанне ўваходнага сігналу дынамічнай рэгулявання для дасягнення перыядычнага пераключэння і рэгулявання выхадной магутнасці крыніцы святла, ўскоснае дасягненне рэгулявання амплітуды сігналу выбаркі;

Выкарыстанне сігналаў карэкцыі для ўзмацнення сігналаў выбаркі і выпраўлення зрушэнняў;

Спрашчэнне кампанентаў схемы і інтэграцыя кіравання, апрацоўка, сувязь і іншыя функцыі ў чыпы, што спрыяе мініяцюрызацыі флуарэсцэнтных валаконных тэрмометраў;

Выкарыстанне алгарытмаў падганяння для разліку часу жыцця флуарэсцэнцыі і пераўтварэння тэмпературы;

Адфільтруйце вынікі жыцця флуарэсцэнцыі з дапамогай алгарытму фільтрацыі, каб паменшыць памылкі і павысіць дакладнасць выходных вынікаў.

Дызайн Флуарэсцэнтны валаконна-аптычны тэрмометр:

1、 Частка флуарэсцэнтнага зонда аптычнага шляху выкарыстоўвае перадавую тэхналогію для замены традыцыйных схем абароны зонда, павышэнне гнуткасці і ўшчыльнення эфекту зонда;

2、 Электрычныя характарыстыкі некаторых кампанентаў дэмадулятара змяняюцца ў залежнасці ад тэмпературы, і сігнал дынамічнай рэгулявання дадаецца ў схему для рэгулявання стабільнасці формы сігналу, дакладнасць і хібнасць формы сігналу балансу;

3、 У раздзеле апрацоўкі даных прапануецца камбінаваны метад фільтрацыі для апрацоўкі даных, што эфектыўна памяншае памылкі і павышае дакладнасць выходных вынікаў;

4、 Праграмная частка распрацавана з некалькімі рэжымамі працы і функцыямі счытвання параметраў і канфігурацыі для паляпшэння адаптыўнасці гэтай сістэмы.

Навошта выкарыстоўваць люмінесцэнтнае валаконна-аптычнае вымярэнне тэмпературы:

Тэмпература з'яўляецца важнай эталоннай велічынёй у паўсядзённым вытворчасці і жыцці, і з бесперапынным прагрэсам тэхналогій і развіццём чалавечага грамадства, людзі прад'яўляюць усё больш высокія патрабаванні да тэмпературы ў паўсядзённым прамысловай вытворчасці і паўсядзённым жыцці. У сферы прамысловай вытворчасці, вытворчасць сталі, ад перапрацоўкі сыравіны, выраб чыгуну да ліцця ў формы, сталёвы пракат, г.д., мае строгі кантроль тэмпературы. Напрыклад, захаванне і транспарціроўка свежых прадуктаў у паўсядзённым жыцці, а таксама маніторынг і кантроль тэмпературы, аказваюць значны ўплыў на бяспеку і смак харчовых прадуктаў. Таму, важнасць дакладнага вымярэння тэмпературы відавочная. Пры гэтым, ва ўмовах усё больш спецыялізаванай класіфікацыі тэхнічных патрабаванняў і пастаяннага ўдасканалення тэхнічных умоў, адпаведнае вымяральнае абсталяванне і класіфікацыя вымяральных тэхналогій таксама павялічваюцца, і попыт на прыборы для вымярэння тэмпературы, прызначаныя для розных спецыялізаваных асяроддзяў і асаблівых патрабаванняў, пастаянна ўзнікае. Пры асаблівых абставінах і экстрэмальных умовах навакольнага асяроддзя, а таксама розныя патрабаванні, такія як хуткая дынамічная рэакцыя, дыстанцыйнае вымярэнне, і шматкропкавае вымярэнне, традыцыйнае вымярэнне тэмпературы і перадача сігналу становяцца ўсё больш цяжкімі для выканання розных складаных умоў, і складанасць рэалізацыі таксама ўзрасла.

Флуарэсцэнтная функцыя вымярэння тэмпературы оптавалакна:

У цяперашні час, традыцыйнае абсталяванне для вымярэння тэмпературы мае некаторыя практычныя цяжкасці пры выкарыстанні ў многіх спецыяльных умовах вымярэння, напрыклад, суровыя ўмовы ў кропцы вымярэння тэмпературы, такія як карозія, высокае напружанне, вузкая прастора, г.д., або моцныя электрамагнітныя перашкоды ў зоне, дзе знаходзіцца кропка вымярэння, напрыклад, кантроль тэмпературы рухавікоў і высакавольтных трансфарматараў. У адказ на вышэйпералічаныя цяжкасці, большасць новых датчыкаў тэмпературы павінны мець такія перавагі, як моцная ўстойлівасць да электрамагнітных перашкод, добрыя ізаляцыйныя характарыстыкі, хуткі адказ, і невялікі памер. З ужываннем розных новых матэрыялаў і працэсаў, а таксама вывучэнне новых метадаў вымярэння, з'явіліся розныя новыя прыборы для вымярэння тэмпературы. Адзін з іх - абсталяванне для вымярэння тэмпературы на аснове оптавалаконнай сувязі.

Да нараджэння валаконна-аптычнай тэхналогіі вымярэння флуарэсцэнцыі, ужо існавалі розныя методыкі вымярэння тэмпературы. Першы ртутны тэрмометр з'явіўся на свет яшчэ ў в 1714. Ртутныя тэрмометры ставяцца да пашыральнай тэхналогіі вымярэнняў, які выкарыстоўвае прынцып цеплавога пашырэння і сціску, і прастора, занятая аб'ёмам ртуці, змяняецца ў залежнасці ад розных тэмператур. Шкала ртутнага тэрмометра яскрава адлюстроўвае лікавае значэнне тэмпературы. Зыходзячы з гэтага прынцыпу, у дадатак да вадкасці, тэхналогіі вымярэння розных матэрыялаў, такіх як газы і металы, таксама з'явіліся ў будучыні. З бесперапынным развіццём тэхналогій, бурнае развіццё электраэнергетыкі прынесла новыя ідэі і тэхналогіі вымярэнняў. Тэхналогія тэрмапары заснавана на розных электрычных уласцівасцях электронных кампанентаў пры розных тэмпературах, і ў цяперашні час з'яўляецца найбольш шырока выкарыстоўванай і разнастайнай тэхналогіяй вымярэння тэмпературы. У дадатак, тэхналогія аптычнай сувязі таксама паказала новы кірунак для вымярэння тэмпературы. Інфрачырвоныя прыборы для вымярэння тэмпературы, зробленыя з выкарыстаннем розных характарыстык цеплавога выпраменьвання аб'ектаў пры розных тэмпературах, могуць дасягнуць вымярэння тэмпературы на вялікіх адлегласцях і ў вялікіх дыяпазонах, а таксама непрамыя метады вымярэння тэмпературы з выкарыстаннем прамежкавых прылад, такіх як люмінесцэнтныя матэрыялы і рашоткі.

Характарыстыка розных сістэм вымярэння тэмпературы

Сістэма вымярэння тэмпературы пашырэння

1. Нізкая цана 2. Зручнае кіраванне і чытанне 3. Просты і лёгкі ў вырабе механізм

1. Нізкая дакладнасць 2. Лёгка пашкодзіць 3. Немагчыма дасягнуць аўтаматызацыі

 

Інфрачырвоная цеплавізійная сістэма вымярэння тэмпературы

1. Бескантактнае вымярэнне тэмпературы 2. Прастата выкарыстання 3. Нізкі кошт 1. Вялікая памылка

2. Можа вымяраць толькі тэмпературу паверхні. 3. Кошт ручной праверкі

 

Бесправадная сістэма вымярэння тэмпературы

1. Лёгкая ўстаноўка 2. Нізкі кошт

1. Дрэнная надзейнасць, пераноскі акумулятараў, кароткі тэрмін службы, высокі ўзровень ілжывай трывогі

2. Ўплывае на прадукцыйнасць ізалятараў

3. Вялікі аб'ём датчыкаў уплывае на цеплавыдзяленне і ўяўляе небяспеку для бяспекі асноўнага абсталявання

 

Сістэма вымярэння тэмпературы з валаконнай брэггаўскай рашоткай

1. Гэта можа дасягнуць квазіразмеркаванага вымярэння тэмпературы, падыходзіць для далёкіх вымярэнняў і вымярэнняў вялікай плошчы

2. Прыняцце валаконна-аптычнай тэхналогіі для супрацьстаяння электрамагнітным перашкодам

3. Добрыя ізаляцыйныя характарыстыкі

1. Зонд датчыка вялікі і яго складана ўсталяваць

2. Нізкая надзейнасць, рашотка схільная дэсенсібілізацыі і выхаду з ладу

3. Кароткі тэрмін службы

4. Немагчыма дасягнуць супастаўлення адной шафы і дысплея на месцы

5. Дарагая цана

Перавагі люмінесцэнтнай валаконна-аптычнай сістэмы вымярэння тэмпературы

1. Бяспечны і надзейны, можна дасягнуць каліброўкі бясплатна, з добрай кансістэнцыяй, ўзаемазаменнасць, і стабільнасць

2. Доўгі тэрмін службы, не патрабуе абслугоўвання

3. Зонд мае невялікі аб'ём і можа пранікаць глыбока ў гарачую кропку для дасягнення сапраўднага кантролю

4. Антыэлектрамагнітныя перашкоды, добрыя ізаляцыйныя характарыстыкі

5. Гэта можа дасягнуць дысплея на месцы, палягчаючы інтэграцыю ў аперацыйную сістэму

6. Лёгкая ўстаноўка

 

Вымярэнне тэмпературы флуарэсцэнцыі тэхналогія пераўтворыць тэмпературныя сігналы ў аптычныя сігналы на аснове з'явы фоталюмінесцэнцыі флуоресцентных матэрыялаў, і выкарыстоўвае высокую эфектыўнасць аптычнага валакна ў перадачы аптычнага сігналу для эфектыўнага вымярэння тэмпературы ў рэжыме рэальнага часу і на вялікай адлегласці. Тэхналогія валаконна-аптычнага вымярэння флуарэсцэнцыі ўспадкуе перавагі тэхналогіі валаконна-аптычнага зандзіравання. У параўнанні з іншымі тэхналогіямі вымярэння тэмпературы, ён не толькі мае характарыстыкі ўстойлівасці да карозіі, добрая цеплаізаляцыя, і невялікі памер, але таксама эфектыўна зніжае электрамагнітныя перашкоды. Тым часам, Тэхналогія вымярэння валаконна-аптычнай флуарэсцэнцыі таксама мае характарыстыкі працяглага тэрміну службы, не патрабуе абслугоўвання, добрая ўстойлівасць, і паслядоўнасць. У дадатак, гэтая сістэма таксама мае дысплей у рэжыме рэальнага часу, лёгкая інтэграцыя ў іншыя сістэмы, і зручная ўстаноўка.

Сцэнары прымянення флуарэсцэнтнай валаконна-аптычнай сістэмы вымярэння тэмпературы

Флуарэсцэнтная тэхналогія вымярэння тэмпературы, з яго характарыстыкамі абароны ад электрамагнітных перашкод, невялікі памер, добры дынамічны водгук, ўстойлівасць да карозіі, вялікая адлегласць перадачы, і нізкія страты перадачы, паступова пашырыла свае вобласці прымянення да медыцынскіх прымянення, такіх як мікрахвалевая награвальная тэрапія, выяўленне ўнутранай тэмпературы трансфарматара, або маніторынг тэмпературы падстанцыі ў унікальных або запатэнтаваных умовах і патрабаваннях, у дадатак да кантролю і вымярэння тэмпературы, якія звычайна выкарыстоўваюцца ў паўсядзённым вытворчасці і жыцці. Гэта прыцягнула ўвагу і даследавала навукоўцаў.

Трансфарматары падчас працы вылучаюць вялікую колькасць цяпла, што можа паўплываць на прадукцыйнасць іх розных кампанентаў, што прыводзіць да змены грузападымальнасці трансфарматара, эксплуатацыйная надзейнасць, і працягласць жыцця. У цяперашні час, алейныя трансфарматары і алейныя трансфарматары шырока выкарыстоўваюцца ў энергасістэме. Знешні выгляд корпуса трансфарматара - вонкавая сценка алейнага бака, і яго ўнутраная частка ў асноўным складаецца з шпулек абмоткі трансфарматара і астуджальнага масла. Тонкая структура валаконна-аптычнага люмінесцэнтнага зонда дазваляе ўсталёўваць і замацоўваць яго на шпульцы трансфарматара, мінімізацыя затрымкі маніторынгу даных і павышэнне дакладнасці маніторынгу ў максімальна магчымай ступені.

Маніторынг тэмпературы высакавольтных размеркавальных прылад у люмінесцэнтнай валаконна-аптычнай сістэме вымярэння тэмпературы

Высокавольтныя размеркавальныя прылады звычайна выкарыстоўваюцца ў энергасістэмах з высокім напругай для кіравання пераключэннем напружання. Асноўнай кропкай вымярэння тэмпературы размеркавальнай прылады з'яўляецца кантактнае злучэнне, але прастора ў гэтай галіне адносна вузкая. Памер і дыяметр валаконна-аптычных люмінесцэнтных зондаў вельмі малыя. Тонкая форма валаконна-аптычнага зонда дазваляе яго лёгка згінаць і ўстаўляць у вузкія прасторы, а затым фіксуецца ў кантакце са стацыянарным кантактам, які не ўплывае на нармальную працу абсталявання і таму больш бяспечны. У дадатак, Тэхналогія валаконна-аптычнага вымярэння тэмпературы флуарэсцэнцыі таксама можа прымяняцца для здабычы вугалю, нафты і іншых карысных выкапняў, а таксама захоўванне сыравіны (такіх як нафта і прыродны газ) у прамысловай вытворчасці, якія патрабуюць працяглага строгага кантролю тэмпературы.

Даследаванне валаконна-аптычнай тэхналогіі вымярэння тэмпературы флуарэсцэнцыі працягвалася шмат гадоў з моманту яе стварэння, але з бесперапынным з'яўленнем новых прылад і пашырэннем абласцей прымянення, павышаны патрабаванні да прадукцыйнасці датчыкаў, і ёсць яшчэ шмат месца для развіцця; З другога боку, працягваюць з'яўляцца новыя матэрыялы з выдатнымі характарыстыкамі, і адчувальныя матэрыялы з новымі характарыстыкамі даюць нам новы выбар, робячы дызайн датчыкаў сутыкаюцца з новымі канцэпцыямі. Як перспектыўная тэхналогія, Тэхналогія валаконна-аптычнага флуарэсцэнтнага вымярэння тэмпературы можа быць шырока прыменена ў некаторых спецыяльных галінах, напрыклад, медыцынскія, маніторынг высакавольтнага электраабсталявання, металургічная апрацоўка, і онлайн вызначэнне тэмпературы ў аэракасмічнай галіне. Таму, стварэнне комплекснай і сістэматычнай тэорыі валаконна-аптычнага выяўлення тэмпературы флуарэсцэнцыі, забеспячэнне простых і практычных тэхналогій, мае вялікае значэнне для павышэння ўзроўню навуковых прыбораў у гэтай галіне ў Кітаі.