¿Por qué utilizar la medición de temperatura de fibra óptica fluorescente para monitorear la aparamenta?

Sensor de temperatura de fibra óptica, Sistema de monitoreo inteligente, Fabricante de fibra óptica distribuida en China

Principio de Termómetro fluorescente de fibra óptica

El termómetro fluorescente de fibra óptica es un dispositivo de medición de temperatura basado en el fenómeno de fotoluminiscencia de materiales fluorescentes. En comparación con los métodos tradicionales de medición de termopares, Tiene ventajas como la interferencia antielectromagnética, Resistencia a la corrosión, y resistencia a altas temperaturas y altas presiones. Puede lograr la detección de temperatura en tiempo real en entornos externos más hostiles y tiene amplias perspectivas de aplicación. El sistema de medición de temperatura de fibra de fluorescencia desarrollado por Huaguang Tianrui basado en la tecnología de medición de temperatura de fibra de fluorescencia tiene ventajas únicas en comparación con otros métodos de medición de temperatura. Explica profundamente el principio de funcionamiento del termómetro de fibra de fluorescencia, Analiza los factores clave que afectan a la medición de la temperatura, y establece una base teórica para el diseño del termómetro de fibra fluorescente. Entonces, Se llevó a cabo el diseño general del termómetro de fibra fluorescente, incluida la ruta óptica, circuito, software, estructura, y algoritmo. Para verificar la viabilidad del plan general, Se diseñó un experimento comparativo de medición de temperatura, y el plan general se analizó y estudió con base en datos reales. Se ha resumido y discutido el sistema de medición de temperatura de fibra óptica, y se han propuesto direcciones e ideas futuras para mejorar la medición de la temperatura de la fibra óptica.

La tecnología de termómetro de fibra fluorescente:

(1) Tecnologías clave de la estructura mecánica óptica:

Uso de una sola fibra óptica para transmitir simultáneamente señales de fuente de luz y señales de fluorescencia, Reducción del volumen y la pérdida de fluorescencia del termómetro de fibra de fluorescencia;

Uso de filtros para filtrar la excitación, la luz y la fluorescencia;

Adopción de tecnología avanzada para lograr el sellado de sondas de fibra óptica fluorescentes.

(2) La tecnología clave del circuito de demodulación:

Uso de la entrada de señal de ajuste dinámico para lograr la conmutación periódica y el ajuste de la potencia de salida de la fuente de luz, lograr indirectamente el ajuste de amplitud de la señal de muestreo;

Uso de señales de corrección para amplificar las señales muestreadas y corregir los sesgos;

Simplifique los componentes del circuito e integre el control, Tratamiento, comunicación y otras funciones en chips, lo que favorece la miniaturización de los termómetros de fibra de fluorescencia;

Uso de algoritmos de ajuste para calcular la vida útil de la fluorescencia y convertir la temperatura;

Filtre los resultados de la vida útil de la fluorescencia mediante un algoritmo de filtrado para reducir los errores y mejorar la precisión de los resultados de salida.

Diseño de Termómetro fluorescente de fibra óptica:

1、 La sonda de fluorescencia, parte de la trayectoria óptica, adopta tecnología avanzada para reemplazar los esquemas tradicionales de protección de la sonda, Aumento de la flexibilidad y el efecto de sellado de la sonda;

2、 Las características eléctricas de algunos componentes del demodulador varían con la temperatura, y se agrega una señal de ajuste dinámico al circuito para ajustar la estabilidad de la forma de onda de la señal, Equilibrar la precisión y el error de la forma de onda;

3、 La sección de procesamiento de datos propone un método de filtrado combinado para el procesamiento de datos, lo que reduce eficazmente los errores y mejora la precisión de los resultados de salida;

4、 La parte de software está diseñada con múltiples modos de trabajo y funciones de lectura y configuración de parámetros para mejorar la adaptabilidad de este sistema.

¿Por qué usar? Medición de temperatura de fibra óptica fluorescente:

La temperatura es una cantidad de referencia importante en la producción diaria y en la vida, y con el avance continuo de la tecnología y el desarrollo de la sociedad humana, Las personas tienen requisitos de temperatura cada vez más altos en la producción industrial diaria y en la vida diaria. En el campo de la producción industrial, Producción de acero, De procesamiento de materias primas, De hierro para moldear la fundición, laminación de acero, etc., Tiene un estricto control de temperatura. Por ejemplo, la conservación y el transporte de alimentos frescos en la vida cotidiana, así como el monitoreo y control de la temperatura, tienen un impacto significativo en la seguridad alimentaria y el sabor. Por lo tanto, La importancia de una medición precisa de la temperatura es evidente. Al mismo tiempo, Frente a los requisitos técnicos cada vez más especializados, la clasificación y el refinamiento continuo de las condiciones técnicas, Los equipos de medición correspondientes y la clasificación de la tecnología de medición también están aumentando, Y la demanda de dispositivos de medición de temperatura diseñados para diversos entornos especializados y requisitos especiales surge constantemente. En circunstancias especiales y condiciones ambientales extremas, así como diferentes requisitos, como una respuesta dinámica rápida, Medición remota, y medición multipunto, La medición de temperatura y la transmisión de señales tradicionales se han vuelto cada vez más difíciles de cumplir con diferentes condiciones exigentes, y la dificultad de implementación también ha aumentado.

Función de medición de temperatura de fibra óptica de fluorescencia:

Actualmente, Los equipos de medición de temperatura tradicionales tienen algunas dificultades prácticas en su uso en muchos entornos de medición especiales, como el entorno hostil del punto de medición de temperatura, como la corrosión, Alta tensión, Espacio estrecho, etc., o la fuerte interferencia electromagnética en el área donde se encuentra el punto de medición, como el control de la temperatura de motores y transformadores de alto voltaje. En respuesta a las dificultades mencionadas, La mayoría de los nuevos sensores de temperatura deben tener ventajas como una fuerte resistencia a las interferencias electromagnéticas, Buen rendimiento de aislamiento, Respuesta rápida, y tamaño pequeño. Con la aplicación de varios materiales y procesos nuevos, así como la exploración de nuevos métodos de medición, Han surgido una variedad de nuevos dispositivos de medición de temperatura. Uno de ellos son los equipos de medición de temperatura basados en tecnología de comunicación por fibra óptica.

Antes del nacimiento de la tecnología de medición de fluorescencia de fibra óptica, Ya existían varias técnicas de medición de la temperatura. El primer termómetro de mercurio nació ya 1714. Los termómetros de mercurio pertenecen a la tecnología de medición de expansión, que utiliza el principio de expansión y contracción térmica, y el espacio ocupado por el volumen de mercurio varía con diferentes temperaturas. La escala de un termómetro de mercurio muestra vívidamente el valor numérico de la temperatura. Sobre la base de este principio, Además de líquidos, En el futuro también han surgido tecnologías de medición para diferentes materiales, como gases y metales. Con el avance continuo de la tecnología, El vigoroso desarrollo de la electricidad ha traído nuevas ideas y tecnologías de medición. La tecnología de termopar se basa en las diferentes propiedades eléctricas de los componentes electrónicos a diferentes temperaturas, y es actualmente la tecnología de medición de temperatura más utilizada y diversa. Además, La tecnología de comunicación óptica también ha señalado una nueva dirección para la medición de la temperatura. Los dispositivos de medición de temperatura por infrarrojos fabricados utilizando las diferentes características de la radiación térmica de los objetos a diferentes temperaturas pueden lograr la medición de la temperatura a largas distancias y grandes rangos, así como métodos indirectos de medición de temperatura utilizando dispositivos intermedios como materiales fluorescentes y rejillas.

Características de varios sistemas de medición de temperatura

Sistema de medición de temperatura de expansión

1. Precio bajo 2. Manejo y lectura cómodos 3. Mecanismo simple y fácil de fabricar

1. Baja precisión 2. Fácil de dañar 3. No se puede lograr la automatización

 

Sistema de medición de temperatura por imágenes térmicas infrarrojas

1. Medición de temperatura sin contacto 2. Fácil de usar 3. Bajo costo 1. Error grande

2. Solo puede medir la temperatura de la superficie. 3. Costo de la inspección manual

 

Sistema inalámbrico de medición de temperatura

1. Fácil instalación 2. Bajo costo

1. Poca fiabilidad, Llevar baterías, Vida útil corta, Alta tasa de falsas alarmas

2. Afecta el rendimiento de los aisladores

3. El gran volumen de sensores afecta la disipación de calor y representa un peligro para la seguridad del equipo principal

 

Sistema de medición de temperatura de rejilla Bragg de fibra

1. Puede lograr una medición de temperatura cuasi distribuida, Adecuado para la medición a larga distancia y en grandes áreas

2. Adopción de tecnología de fibra óptica para resistir la interferencia electromagnética

3. Buen rendimiento de aislamiento

1. La sonda del sensor es grande y difícil de instalar

2. Baja confiabilidad, La rejilla es propensa a la desensibilización y al fracaso

3. Vida útil corta

4. No se puede lograr la coincidencia de un solo gabinete y la visualización en el sitio

5. Precio caro

Ventajas del sistema de medición de temperatura de fibra óptica fluorescente

1. Seguro y confiable, puede lograr la calibración libre, con buena consistencia, Intercambiabilidad, y estabilidad

2. Larga vida útil, Libre de mantenimiento

3. La sonda tiene un volumen pequeño y puede penetrar profundamente en el punto caliente para lograr un verdadero monitoreo

4. Interferencias antielectromagnéticas, Buen rendimiento de aislamiento

5. Puede lograr la visualización en el sitio, lo que facilita su integración en el sistema operativo

6. Fácil instalación

 

Medición de temperatura de fluorescencia La tecnología convierte las señales de temperatura en señales ópticas basadas en el fenómeno de fotoluminiscencia de los materiales fluorescentes, y utiliza la alta eficiencia de la fibra óptica en la transmisión de señales ópticas para lograr de manera efectiva la medición de temperatura en tiempo real y a larga distancia. La tecnología de medición de fluorescencia de fibra óptica hereda las ventajas de la tecnología de detección de fibra óptica. En comparación con otras tecnologías de medición de temperatura, No solo tiene las características de resistencia a la corrosión, Buen aislamiento, y tamaño pequeño, pero también reduce eficazmente las interferencias electromagnéticas. Mientras tanto, La tecnología de medición de fluorescencia de fibra óptica también tiene las características de larga vida útil, Libre de mantenimiento, Buena estabilidad, y consistencia. Además, Este sistema también cuenta con visualización en tiempo real, Fácil integración en otros sistemas, y una instalación conveniente.

Escenarios de aplicación del sistema de medición de temperatura de fibra óptica de fluorescencia

Tecnología de medición de temperatura de fluorescencia, con sus características de anti interferencia electromagnética, Tamaño pequeño, Buena respuesta dinámica, Resistencia a la corrosión, Larga distancia de transmisión, y baja pérdida de transmisión, ha ampliado gradualmente sus campos de aplicación a aplicaciones médicas como la terapia de calentamiento por microondas, Detección de temperatura interna del transformador, o monitoreo de la temperatura de la subestación en entornos y requisitos únicos o patentados, Además del monitoreo y la medición de la temperatura comúnmente utilizados en la producción diaria y la vida. Ha recibido atención e investigación por parte de los estudiosos.

Los transformadores generan una gran cantidad de calor durante el funcionamiento, lo que puede afectar el rendimiento de sus diversos componentes, lo que conduce a cambios en la capacidad de carga del transformador, Fiabilidad operativa, y vida útil. Actualmente, Los transformadores sumergidos en aceite y los transformadores sumergidos en aceite son ampliamente utilizados en el sistema de energía. La apariencia del cuerpo del transformador es la pared exterior del tanque de aceite, y su interior consta principalmente de bobinas de devanado de transformador y aceite de refrigeración. La estructura delgada de la sonda fluorescente de fibra óptica permite instalarla y fijarla en la bobina del transformador, minimizar el retraso en la supervisión de los datos y mejorar la precisión de la supervisión en la mayor medida posible.

Monitoreo de temperatura de aparamenta de alto voltaje en sistema de medición de temperatura de fibra óptica fluorescente

La aparamenta de alto voltaje se usa comúnmente en situaciones de alto voltaje del sistema de energía para controlar la conmutación de voltaje. El principal punto de medición de temperatura de la aparamenta es la junta de contacto, Pero el espacio en esta área es relativamente estrecho. El tamaño y el diámetro de las sondas fluorescentes de fibra óptica son muy pequeños. La forma delgada de la sonda de fibra óptica permite doblarla e insertarla fácilmente en espacios estrechos, y luego se fija en contacto con el contacto estacionario, lo que no afecta el funcionamiento normal del equipo y, por lo tanto, es más seguro. Además, La tecnología de medición de temperatura de fluorescencia de fibra óptica también se puede aplicar a la minería de carbón, Petróleo y otros minerales, así como el almacenamiento de materias primas (como el petróleo y el gas natural) en la producción industrial que requieren un estricto control de temperatura a largo plazo.

La investigación sobre la tecnología de medición de temperatura de fluorescencia de fibra óptica ha estado en curso durante muchos años desde sus inicios, Pero con la continua aparición de nuevos dispositivos y la expansión de los campos de aplicación, Los requisitos de rendimiento de los sensores han aumentado, Y todavía hay mucho espacio para el desarrollo; Por otro lado, Siguen surgiendo nuevos materiales con un rendimiento superior, y los materiales sensibles con nuevas características nos ofrecen nuevas opciones, Hacer que el diseño de los sensores se enfrente a nuevos conceptos. Como una tecnología prometedora, La tecnología de detección de temperatura de fluorescencia de fibra óptica se puede aplicar ampliamente en algunas industrias especiales, tales como medicinas, Monitoreo de equipos eléctricos de alto voltaje, Procesamiento metalúrgico, y detección de temperatura en línea en la industria aeroespacial. Por lo tanto, Establecimiento de una teoría completa y sistemática de la detección de temperatura de fluorescencia de fibra óptica, Proporcionar tecnologías sencillas y prácticas, es de gran importancia para mejorar el nivel de los instrumentos científicos en este campo en China.