What is a fluorescence fiber thermometer

Capteur de température à fibre optique, Système de surveillance intelligent, Fabricant de fibre optique distribuée en Chine

Principe de Thermomètre à fibre optique fluorescente

Le thermomètre à fibre optique fluorescente est un appareil de mesure de température basé sur le phénomène de photoluminescence des matériaux fluorescents. Par rapport aux méthodes de mesure traditionnelles par thermocouple, Il présente des avantages tels que l’interférence anti-électromagnétique, résistance à la corrosion, et résistance aux hautes températures et à la haute pression. Il peut réaliser une détection de température en temps réel dans des environnements externes plus difficiles et offre de larges perspectives d’application. The current development status of fluorescence fiber optic temperature measurement technology at home and abroad is described, and the unique advantages of fluorescence fiber optic temperature measurement technology compared to other temperature measurement methods are elaborated. By introducing the working principle of fluorescence fiber optic temperature measurement instrument and analyzing the key factors affecting temperature measurement, a theoretical basis is established for the design of fluorescence fiber optic temperature measurement instrument. Alors, La conception globale du thermomètre à fibre fluorescente a été réalisée, y compris le chemin optique, circuit, logiciel, structure, et algorithme. Vérifier la faisabilité du plan d’ensemble, Une expérience comparative de mesure de la température a été conçue, et le plan d’ensemble a été analysé et étudié sur la base de données réelles. Le système de mesure de la température par fibre optique a été résumé et discuté, et des orientations et des idées futures pour améliorer la mesure de la température par fibre optique ont été proposées.

La technologie de Thermomètre à fibre fluorescente:

(1) The key technologies of optical mechanical structure include: using a single optical fiber to simultaneously transmit light source signals and fluorescence signals, reducing the volume and fluorescence loss of fluorescence fiber thermometers; Using multiple filters to screen excitation light and fluorescence; Using high-temperature melting technology to achieve sealing of fluorescent fiber optic probes.

(2) The key technology of demodulation circuit includes: using rectangular wave signal and voltage dynamic adjustment signal as two inputs to achieve periodic switching of light source and output power adjustment, indirectly achieving amplitude adjustment of sampling signal; Using differential amplification circuits and differential correction signals to amplify sampling signals and correct biases; Simplifiez les composants de circuit et intégrez le contrôle, traitement, communication and other functions into one chip, ce qui est propice à la miniaturisation des thermomètres à fibre de fluorescence; Adopting the least squares fitting algorithm and using voltage signals instead of light signals to calculate fluorescence lifetime and convert temperature; Filtrez les résultats de la durée de vie de la fluorescence à l’aide d’un algorithme de filtrage pour réduire les erreurs et améliorer la précision des résultats de sortie.
Conception de Thermomètre à fibre optique fluorescente:

 

1、 The fluorescent probe part of the optical path adopts high-temperature melting sealing instead of traditional probe protection schemes such as metal protective covers or heat shrink tubes, which increases the flexibility and sealing effect of the probe;

2、 Les caractéristiques électriques de certains composants du démodulateur varient en fonction de la température. To reduce the impact of this part on signal demodulation, a dynamic adjustment signal is added to the circuit to adjust the stability of the signal waveform, précision et erreur de la forme d’onde de l’équilibre;

3、 La section sur le traitement des données propose une méthode de filtrage combinée pour le traitement des données, ce qui réduit efficacement les erreurs et améliore la précision des résultats de sortie;

4、 La partie logicielle est conçue avec plusieurs modes de fonctionnement et des fonctions de lecture et de configuration des paramètres pour améliorer l’adaptabilité de ce système.

Why use fluorescent Mesure de la température par fibre optique:
La température est une quantité de référence importante dans la production et la vie quotidienne, et avec l’avancement continu de la technologie et le développement de la société humaine, Les gens ont des exigences de plus en plus élevées en matière de température dans la production industrielle quotidienne et la vie quotidienne. Dans le domaine de la production industrielle, production d’acier, de la transformation des matières premières, de la ferronnerie à la coulée de moules, laminage d’acier, etc., dispose d’un contrôle strict de la température. Par exemple, la conservation et le transport des aliments frais dans la vie quotidienne, ainsi que la surveillance et le contrôle de la température, avoir un impact significatif sur la salubrité des aliments et le goût. Donc, L’importance d’une mesure précise de la température est évidente. En même temps, Face à des exigences techniques de plus en plus spécialisées, la classification et l’amélioration continue des conditions techniques, La classification correspondante des appareils de mesure et des techniques de mesure augmente également, Et la demande d’appareils de mesure de la température conçus pour divers environnements spécialisés et exigences particulières ne cesse d’émerger. Dans des circonstances particulières et des conditions environnementales extrêmes, ainsi que différentes exigences telles qu’une réponse dynamique rapide, Mesure à distance, et mesure multipoint, La mesure traditionnelle de la température et la transmission du signal sont devenues de plus en plus difficiles pour répondre à différentes conditions exigeantes, Et la difficulté de mise en œuvre a également augmenté.

 

Fonction de mesure de la température de la fibre optique de fluorescence:

Actuellement, Les équipements traditionnels de mesure de la température présentent quelques difficultés pratiques dans de nombreux environnements de mesure spéciaux, comme l’environnement difficile du point de mesure de température, tels que la corrosion, haute tension, espace étroit, etc., ou les fortes interférences électromagnétiques dans la zone où se trouve le point de mesure, tels que la surveillance de la température des moteurs et des transformateurs haute tension. En réponse aux difficultés ci-dessus, La plupart des nouveaux capteurs de température doivent présenter des avantages tels qu’une forte résistance aux interférences électromagnétiques, bonnes performances d’isolation, Réponse rapide, et petite taille. Avec l’application de divers nouveaux matériaux et procédés, ainsi que l’exploration de nouvelles méthodes de mesure, Une variété de nouveaux appareils de mesure de la température ont vu le jour. L’un d’eux est l’équipement de mesure de la température basé sur la technologie de communication par fibre optique.

 

Avant la naissance de la technologie de mesure de la fluorescence par fibre optique, Il existait déjà différentes techniques de mesure de la température. Le premier thermomètre à mercure est né dès 1714. Les thermomètres à mercure font partie de la technologie de mesure de dilatation, qui utilise le principe de la dilatation et de la contraction thermiques, et l’espace occupé par le volume de mercure varie selon les températures. L’échelle d’un thermomètre à mercure affiche de manière vivante la valeur numérique de la température. Sur la base de ce principe, en plus des liquides, Des technologies de mesure pour différents matériaux tels que les gaz et les métaux ont également vu le jour à l’avenir. Avec l’avancement continu de la technologie, Le développement vigoureux de l’électricité a apporté de nouvelles idées et technologies de mesure. La technologie des thermocouples est basée sur les différentes propriétés électriques des composants électroniques à différentes températures, et est actuellement la technologie de mesure de la température la plus largement utilisée et la plus diversifiée. De plus,, La technologie de communication optique a également indiqué une nouvelle direction pour la mesure de la température. Les appareils de mesure de température infrarouge fabriqués à l’aide des différentes caractéristiques de rayonnement thermique d’objets à différentes températures peuvent réaliser des mesures de température sur de longues distances et de grandes portées, ainsi que des méthodes de mesure indirecte de la température à l’aide d’appareils intermédiaires tels que des matériaux fluorescents et des réseaux.

 

Characteristics of temperature measurement system

Système de mesure de la température de dilatation

1. Prix bas 2. Utilisation et lecture pratiques 3. Mécanisme simple et facile à fabriquer

1. Faible précision 2. Facile à endommager 3. Impossible d’automatiser

Système de mesure de la température par imagerie thermique infrarouge

1. Mesure de température sans contact 2. Facile à utiliser 3. Faible coût 1. Erreur importante

2. Ne peut mesurer que la température de surface. 3. Coût de l’inspection manuelle

Système de mesure de température sans fil

1. Installation facile 2. Faible coût

1. Fiabilité médiocre, transporter des batteries, courte durée de vie, Taux élevé de fausses alarmes

2. Affecte les performances des isolants

3. Le grand volume de capteurs affecte la dissipation de la chaleur et présente un risque pour la sécurité de l’équipement primaire

Système de mesure de la température du réseau Fiber Bragg

1. Il peut réaliser une mesure de température quasi distribuée, Convient pour la mesure à longue distance et sur de grandes surfaces

2. Adoption de la technologie de la fibre optique pour résister aux interférences électromagnétiques

3. Bonne performance d’isolation

 

1. La sonde du capteur est grande et difficile à installer

2. Faible fiabilité, le réseau est sujet à la désensibilisation et à la défaillance

3. Durée de vie courte

4. Impossible d’obtenir une correspondance d’armoire unique et un affichage sur site

5. Prix cher

Avantages du système de mesure de température à fibre optique fluorescente

1. Sûr et fiable, peut réaliser sans étalonnage, avec une bonne consistance, interchangeabilité, et stabilité

2. Longue durée de vie, Sans entretien

3. La sonde a un petit volume et peut pénétrer profondément dans le point chaud pour réaliser une véritable surveillance

4. Anti-interférences électromagnétiques, bonnes performances d’isolation

5. Il peut réaliser un affichage sur site, faciliter l’intégration dans le système d’exploitation

6. Installation facile

Fluorescence temperature measurement technology converts temperature signals into optical signals based on the photoluminescence phenomenon of fluorescent materials, et utilise la haute efficacité de la fibre optique dans la transmission du signal optique pour réaliser efficacement des mesures de température en temps réel et à longue distance. La technologie de mesure de fluorescence à fibre optique hérite des avantages de la technologie de détection par fibre optique. Par rapport à d’autres technologies de mesure de la température, Il n’a pas seulement les caractéristiques de résistance à la corrosion, bonne isolation, et petite taille, mais réduit également efficacement les interférences électromagnétiques. Entre-temps, La technologie de mesure de fluorescence à fibre optique présente également les caractéristiques d’une longue durée de vie, Sans entretien, Bonne stabilité, et la cohérence. De plus,, Ce système dispose également d’un affichage en temps réel, Intégration facile dans d’autres systèmes, et une installation pratique.