Pourquoi utiliser la mesure de la température par fibre optique fluorescente pour surveiller l’appareillage de commutation

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. Le système de mesure de la température par fibre de fluorescence développé par Huaguang Tianrui basé sur la technologie de mesure de la température par fibre de fluorescence présente des avantages uniques par rapport aux autres méthodes de mesure de la température. Il explique en profondeur le principe de fonctionnement du thermomètre à fibre de fluorescence, analyse les facteurs clés affectant la mesure de la température, et établit une base théorique pour la conception du thermomètre à fibre de fluorescence. 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) Technologies clés de la structure mécanique optique:

Utilisation d’une seule fibre optique pour transmettre simultanément des signaux de source lumineuse et des signaux de fluorescence, Réduction du volume et de la perte de fluorescence du thermomètre à fibre de fluorescence;

Utilisation de filtres pour filtrer l’excitation, la lumière et la fluorescence;

Adoption d’une technologie de pointe pour réaliser l’étanchéité des sondes à fibre optique fluorescente.

(2) La technologie clé du circuit de démodulation:

Utilisation de l’entrée du signal de réglage dynamique pour réaliser une commutation périodique et un réglage de la puissance de sortie de la source lumineuse, réalisation indirecte d’un réglage d’amplitude du signal d’échantillonnage;

Utilisation de signaux de correction pour amplifier les signaux échantillonnés et corriger les biais;

Simplifiez les composants de circuit et intégrez le contrôle, traitement, communication et autres fonctions dans les puces, ce qui est propice à la miniaturisation des thermomètres à fibre de fluorescence;

Utilisation d’algorithmes d’ajustement pour calculer la durée de vie de la fluorescence et convertir la température;

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、 La partie sonde de fluorescence du chemin optique adopte une technologie de pointe pour remplacer les schémas de protection de sonde traditionnels, Augmentation de la flexibilité et de l’effet d’étanchéité de la sonde;

2、 Les caractéristiques électriques de certains composants du démodulateur varient en fonction de la température, et un signal de réglage dynamique est ajouté au circuit pour ajuster la stabilité de la forme d’onde du signal, 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.

Pourquoi utiliser Mesure de la température par fibre optique fluorescente:

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.

Caractéristiques des différents systèmes de mesure de la température

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

 

Mesure de la température de fluorescence La technologie convertit les signaux de température en signaux optiques en fonction du phénomène de photoluminescence des matériaux fluorescents, 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.

Scénarios d’application du système de mesure de température par fibre optique de fluorescence

Technologie de mesure de la température de fluorescence, avec ses caractéristiques d’interférence anti électromagnétique, petite taille, Bonne réponse dynamique, résistance à la corrosion, longue distance de transmission, et faible perte de transmission, a progressivement élargi ses domaines d’application à des applications médicales telles que la thérapie par chauffage par micro-ondes, Détection de la température interne du transformateur, ou la surveillance de la température des sous-stations dans des environnements et des exigences uniques ou exclusifs, en plus de la surveillance et de la mesure de la température couramment utilisées dans la production et la vie quotidienne. Il a reçu l’attention et les recherches des universitaires.

Les transformateurs génèrent une grande quantité de chaleur pendant le fonctionnement, qui peuvent affecter les performances de leurs différents composants, entraînant des modifications de la capacité de charge du transformateur, Fiabilité de fonctionnement, et durée de vie. Actuellement, Les transformateurs immergés dans l’huile et les transformateurs immergés dans l’huile sont largement utilisés dans le système électrique. L’apparence du corps du transformateur est la paroi extérieure du réservoir d’huile, et son intérieur se compose principalement de bobines d’enroulement de transformateur et d’huile de refroidissement. La structure élancée de la sonde fluorescente à fibre optique permet de l’installer et de la fixer sur la bobine du transformateur, Minimiser le décalage de surveillance des données et améliorer la précision de la surveillance dans toute la mesure du possible.

Surveillance de la température de l’appareillage de commutation haute tension dans un système de mesure de température à fibre optique fluorescente

L’appareillage de commutation haute tension est couramment utilisé dans les situations de haute tension du système d’alimentation pour contrôler la commutation de tension. Le principal point de mesure de la température de l’appareillage est le joint de contact, Mais l’espace dans cette zone est relativement étroit. La taille et le diamètre des sondes fluorescentes à fibre optique sont très petits. La forme élancée de la sonde à fibre optique lui permet d’être facilement pliée et insérée dans des espaces étroits, puis fixé en contact avec le contact stationnaire, ce qui n’affecte pas le fonctionnement normal de l’équipement et est donc plus sûr. De plus,, La technologie de mesure de la température par fluorescence à fibre optique peut également être appliquée à l’extraction du charbon, Pétrole et autres minéraux, ainsi que le stockage des matières premières (comme le pétrole et le gaz naturel) dans la production industrielle qui nécessitent une surveillance stricte de la température à long terme.

La recherche sur la technologie de mesure de la température par fluorescence par fibre optique se poursuit depuis de nombreuses années depuis sa création, mais avec l’émergence continue de nouveaux appareils et l’élargissement des domaines d’application, Les exigences de performance des capteurs ont augmenté, Et il y a encore beaucoup de place pour le développement; D’un autre côté, De nouveaux matériaux aux performances supérieures continuent d’émerger, et les matériaux sensibles aux nouvelles caractéristiques nous offrent de nouveaux choix, Faire face à de nouveaux concepts de conception de capteurs. Comme une technologie prometteuse, La technologie de détection de température par fluorescence à fibre optique peut être largement appliquée dans certaines industries spéciales, tels que les, Surveillance des équipements électriques haute tension, Traitement métallurgique, et la détection de température en ligne dans l’aérospatiale. Donc, l’établissement d’une théorie complète et systématique de la détection de la température par fluorescence par fibre optique, Fournir des technologies simples et pratiques, est d’une grande importance pour l’amélioration du niveau des instruments scientifiques dans ce domaine en Chine.