Најдобар сензор за оптички влакна за следење на температурата во околини со високо-напон електромагнетно мешање, Водич за избор

Сензор за температура со оптички влакна, Интелигентен систем за следење, Дистрибуиран производител на оптички влакна во Кина

Во околини со високо напон за електромагнетно мешање, Мониторингот на температурата со употреба на флуоресцентни оптички влакна може да се постигне со мерење на животниот век на флуоресценција, Бидејќи животниот век на флуоресценција е чувствителен на температурата и не е засегнат од електромагнетно мешање.

1. Принцип на следење на температурата со флуоресцентно влакно во околината за електромагнетно мешање со висок напон

Мерење на температурата на оптичкиот флуоресценција на влакна е романска технологија за сензори заснована на ретки оптички влакна на Земјата јон. Кога оптичките влакна се возбудени од специфични ласери со бранова должина, Ретки јони на Земјата апсорбираат светлосна енергија, транзиција кон повисоко ниво на енергија, и потоа вратете се во земја во форма на спонтана емисија, емитувајќи флуоресценција. И интензитетот на флуоресценција и животниот век на флуоресценција се зависни од температурата, и мониторингот на температурата на флуоресценција на влакна во високонапонски електромагнетно мешање околини главно се постигнува со употреба на зависноста на животниот век на флуоресценција од температурата од температурата.

Кога температурата се зголемува, Процесот на термичка рамнотежа на возбудениот Свдистрибуцијата на бројот на честички се забрзува, што доведува до скратен живот на флуоресценција. Со мерење на кривата на слабеење на флуоресценцијата и вклопување на податоците, животниот век на флуоресценција може да се извлече, И тогаш може да се пресмета температурата на влакната. Овој метод за мерење на температурата заснован на животниот век на флуоресценција има многу предности:

1.1 Висока прецизност: Зависноста на животниот век на флуоресценција од температурата е постабилна, Неза под влијание на фактори како што е интензитет на побудување на светло, свиткување на влакна, и загуба на зглобовите. На пример, во сложени индустриски места или експериментални средини, Дури и ако има различни фактори што можат да влијаат на мерењето, Флуоресцентни оптички влакна сè уште можат точно да ја мерат температурата.
1.2 Висока стабилност: Lifeивотниот век на флуоресценцијата е поврзан само со физичките својства на јадрото на допираните влакна и не е чувствителен на надворешни фактори, како што се флуктуациите на изворот на светлина. Во меѓувреме, Оптичките влакна на допирање имаат одлични физичкохемиски својства и можат да се користат долго време во груби околини како што е висока температура, висок притисок, и силно зрачење, со сервисен живот на повеќе 20 години.
Силна способност против мешање: Екстракцијата на животниот век на флуоресценција може да се постигне преку различни методи за обработка на сигнал во домен и фреквенција на домен, како што е откривање на фази, Трансформација на Фурие, итн. Дури и во високо напонски електромагнетно мешање околини со сериозно електромагнетно мешање, како што се близу високонапонски прекинувач или големи трансформатори, Мерењето на температурата на животниот век на флуоресценцијата сè уште може да обезбеди сигурно мерење.
1.3 Лесна интеграција: Флуоресцентното влакно од типот на живот може лесно да се интегрира со други сензори за оптички влакна Да се ​​изгради мулти-скала и мулти-димензионален сеопфатен систем за набудување. Во меѓувреме, Оптоелектронските компоненти како што се ласерите и детекторите на флуоресцентни влакна се многу интегрирани и минијатурирани, правејќи ги лесни за аплицирање во инженерството.
Структурата на нивото на енергијата и карактеристиките на транзицијата на различни ретки јони на Земјата се разликуваат многу, што ги одредува перформансите на мерење на температурата на флуоресцентни влакна. Најчесто користените јони на допинг вклучуваат erbium, Ytterbium, Неодимиум, Тулиум, итн. Меѓу нив, Erbium јон има предности на висока чувствителност на температурата на животниот век и широк спектрален опсег, и е првиот избор за мерење на температурата на флуоресценцијата. Оптимизацијата на параметрите како што се концентрацијата на допинг и составот на матрицата може дополнително да ги подобри перформансите на мерењето на температурата на ербиум влакна.

2. Препорачана опрема за мерење на температурата на флуоресценција на влакна во околини со високо-напон електромагнетно мешање

Еве неколку уреди погодни за мерење на температурата на флуоресценција на влакна во околини со високонапонски електромагнетно мешање:

2.1. Флуоресцентен сензор за температура на оптички влакна од Електронски SCIE за иновации во Фужоу&Tech Co., Ltd.

Карактеристики и предности
Способно за мерење во реално време на директната температура на предметот што се мери. Има силен имунитет на електромагнетното мешање и може да работи нормално во сурови околини за електромагнетно мешање, како што се висок напон и силни магнетни полиња. На пример, Мерењето на температурата може точно да се изврши во високо-напонски жаришта на електрична опрема, како што се трансформатори од сув тип во железнички транзит, како и во специјални средини, како што се фотоволтаична опрема и контакти со високонапон на прекинувачот.
Усвојување на метод за мерење на температурата со единечна точка со излез на дигитален сигнал за лесно собирање и обработка на податоци. Погодно за мерење на температурата во затворени простори, Сондата има минимален дијаметар од 600UM и може да се инсталира и користи во некои уреди со ограничен простор. Бројот на флуоресцентни канали за мерење на температурата на оптичкиот влакна е 1-16, што може да постигне мулти-канален мерење на температурата и да ги задоволи потребите на повеќе точки за мерење во различни сценарија.
Методот за инсталација го усвојува интерфејсот на серискиот порта USART, и растојанието помеѓу оловото на оптичкиот влакна и земјата е 0,4м. Може да издржи напон на фреквенција на напојување од 100kV за 5 минути и има силна отпорност на напон. Ова Сензорот е исто така независна температура Систем за мерење, што може да се вметне како независен додаток на сензорот во инструментите за мерење на температурата на оптички влакна, или поврзан како независен производ за мерење на температурата со други инструменти или системи, Сè додека системот обезбедува интерфејс за напојување DC5V и сериски порта на USART 7.

2.2 Fuzhou huaguang tianrui Флуоресцентен сензор за температура на влакна

Карактеристики и предности
Има екстремно силен електромагнетски имунитет, отпорност на напон, и перформанси на изолација. Способно за прецизно мерење на температурата на опрема, како што се контакти со прекинувачи и намотки на трансформаторот во високи напони и силни околини за електромагнетно мешање. Чувствително сензори на температура, Долгорочно стабилно и сигурна работа, Точноста на мерењето на температурата може да достигне ± 1 ℃.
Неговата сонда за температура на оптички влакна има уникатен дизајн, Користење на сите микро сонди на влакна, Нема метални материјали, Комплетна електрична изолација, не засегнати од висок напон и силни електромагнетни полиња, отпорен на хемиска корозија и без загадување. Сондата има мала големина, добра флексибилност, и отпорност на висока температура. Може да постигне дијаметар на сондата од 0,2 мм до 3мм и минимален радиус на свиткување од 5мм или помалку, што го прави погоден за разни сложени работни околини. Сондата за мерење на температурата може да се смени и не бара калибрација по замената.

2.3. Интелигентен уред за набудување на температурата од Innotech

Карактеристики и предности
Усвојување на меѓународно напредна технологија за сензори на температура на флуоресцентни влакна, има предности на отпорност на висок напон, Нема електромагнетно мешање, Внатрешна безбедност, долгорочна сигурност, и лесна приспособливост. Хардверската опрема и софтверската технологија обезбедена од уредот ги почитуваат релевантните барања на IEC и IEEE верзии, додека исто така ги исполнува стандардите и барањата во индустријата.
Може широко да се користи за следење на жариштата во реално време, како што се генератори, Преклопник со висок напон, Главни единици на прстенот, Надворешни и подземни кабелски споеви кои се склони кон пораст на температурата во системите за производство и снабдување со електрична енергија. Внатрешно, Се користат микропроцесори со високи перформанси во индустриска оценка, со силни можности за обработка на податоци и стабилно работење. Вредноста на температурата зависи од временските постојани карактеристики на флуоресцентниот материјал, што има предности на висока заменливост, добра стабилност, Нема потреба од калибрација, и долг животен век. Користејќи го сигналот за извор на светлина како побудување, Сигналот за животниот век на флуоресценција е демодилиран, што има карактеристики на точно мерење на температурата, висока резолуција, Брз динамичен одговор, и силна изведба на анти -електромагнетно мешање. Исто така, има интерфејс за комуникација RS485, кои можат да го реализираат локалното управување со комуникацијата или да испраќаат податоци на уредот за управување со податоци или позадина или позадина.

3. Метод на употреба

3.1. Инсталирање на сонди на сензори

Инсталација за директен контакт: Поради карактеристиките на електричната изолација, Внатрешна безбедност, и имунитет на електромагнетно мешање на оптички влакна, Сондата на сензори за температура на флуоресцентни влакна може директно да се инсталира на измерената точка на контактниот начин. На пример, на електрична опрема со висока струја и високо напон, како што е прекинувачот, Прекинувач за нож, кабелски споеви, Трансформатори, итн., Температурните аномалии на контакти со прекинувачи и кабелските споеви можат да се следат на нула растојание за да се предвидат можни грешки и да се спречат електрични пожари. За време на инсталацијата, Осигурете се дека сондата е во добар контакт со површината на предметот што се мери за точно да се спроведе температурата. На пример, При мерење на температурата на намотките на трансформаторот, Сондата треба да биде цврсто прикачена на површината на ликвидацијата. За неправилни површини, Може да бидат потребни специјални тела за инсталација за да се обезбеди добар контакт.
Избор и прилагодување на сондите: Изберете сонди со соодветна големина и перформанси според различни барања за мерење и околини. Некои уреди имаат тесни простори за мерење и бараат употреба на сонди со мал дијаметар, како што се сонди со минимален дијаметар од 600ум што може да се користи за мерење на температурата во тесни простори. Доколку има посебни барања за отпорност на притисок, отпорност на температура, или отпорност на корозија, Сондите исто така можат да се прилагодат. На пример, Во некоја високонапонска опрема во специјални хемиски средини, Сондите може да бараат заштитни материјали за обвивка кои се отпорни на специфична хемиска корозија.

3.2. Изградба и поврзување на системот за мерење

Избор на соодветен кабел за оптички влакна: Неопходно е да се избере соодветниот кабел за оптички влакна врз основа на фактори како што се нивото на напон и интензитетот на електромагнетно мешање на мерната околина. На пример, во средини со висок напон, Оптичките влакна треба да имаат доволно отпорност на напон. На пример, Некои оптички влакна можат да издржат напони на фреквенцијата на напојување кои надминуваат 140kV на растојание од лавање од 30 см, кои можат да ги исполнат барањата за отпорност на изолација и напон на прекинувачот и друга опрема. Во меѓувреме, Карактеристиките на преносот на оптичките влакна треба да бидат стабилни за да се обезбеди точен пренос на флуоресцентни сигнали.
Уреди за поврзување: Правилно поврзете го сензорот за температура на флуоресцентни влакна со поврзани уреди за стекнување на податоци, уреди за обработка на сигнали, и прикажување уреди. На пример, Некои сензори го користат интерфејсот за сериски порта USART за врска, и неопходно е да се обезбеди стабилност на врската за да се избегнат грешките во преносот на податоците. Ако тоа е мулти-канален систем за мерење на температурата, Секој канал треба да биде поврзан според барањата на системот за да се осигури дека секој канал може да работи правилно.
Обезбедете добро заземјување: Иако самото оптички влакна е изолирано, Заземјувањето на поврзаната опрема треба да се направи добро во текот на целиот систем на мерење. Добрата основа може да го намали влијанието на електромагнетното мешање врз системот, Подобрете ја точноста и стабилноста на мерењето.

3.3 Мерење и обработка на податоци

Мерење на побудување и флуоресценција: Ретки јони на Земјата во флуоресцентни влакна се возбудени од ласер со специфична бранова должина за производство на флуоресценција. Потоа користете детектор за мерење на параметрите како што се интензитет на флуоресценција и живот на флуоресценција. За време на процесот на мерење, Треба да се посвети внимание на интензитетот и стабилноста на побудувањето на светлината, Бидејќи ова може да влијае на интензитетот на сигналот за флуоресценција. Со користење на соодветна опрема за мерење и техники, како што е голема добивка, Фотодектори со низок шум и картички за стекнување на податоци, Може да се постигне земање примероци од флуоресценција на ниво на наносекунда. Шемите за демоделација на фреквенцискиот домен, како што се засилување на заклучувањето и трансформацијата на Фурие, можат дополнително да ја подобрат отпорноста на бучавата и брзината на мерење.
Поставување на податоци и пресметка на температурата: Врз основа на измерената крива на слабеење на флуоресценцијата, Соодветните алгоритми се користат за да се вклопат податоците и да се извлече животниот век на флуоресценцијата. Потоа, пресметајте ја вредноста на температурата заснована врз врската помеѓу животниот век на флуоресценцијата и температурата. Во овој процес, потребно е да се калибрираат и да се поправат податоците за мерење за да се подобри точноста на пресметката на температурата. На пример, да се разгледа влијанието на различните фактори на животната средина врз температурниот однос на животниот век на флуоресценцијата, Можеби е неопходно да се воспостават кривини за калибрација за специфични околини.

4. Анализа на случајот на мерење на температурата на флуоресценција на влакна под високо напон за електромагнетно мешање

4.1. Случаи за апликација во опрема за електрична енергија

Мониторинг на температурата на прекинувачот: За време на работата на прекинувачот, Поради ефектите од висок напон и висока струја, Контактите со внатрешниот прекинувач, кабелски споеви, и другите делови се склони кон загревање. Ако температурата е превисока, може да предизвика грешки или дури и пожари. Системот за мерење на температурата на флуоресцентно оптички влакна е широко користен за мониторинг на температурата на прекинувачот. На пример, На трафостаница од 110 килограми треба да ја следи температурата на горните и долните статички контакти, кабелски споеви, и други делови на 20 10KV кабинети за прекинувачи (вкупно 180 точки за набудување) користејќи флуоресцентно Систем за мерење на температурата на оптички влакна. Сондата со оптички влакна е прикачена на површината на тестираниот контакт и зглобот, и поради имунитетот на оптичкиот влакна до мешање на електромагнетното поле, може точно да ја измери температурата на овие делови за изолација со висок напон, Превенција на пожар и експлозија. Системот може да следи преку Интернет 24 часови на ден, Обезбедете над предупредување за температура, и навистина постигнете операција на беспилотни трафостаници. Кога има абнормален пораст на температурата, Сигналот за аларм може брзо да се издаде. Со поставување на мулти-ниво на температура на алармот и помошна температура на пораст на абнормалниот аларм, Потенцијални опасности од дефект можат да се откријат навремено.
Следење на температурата на трансформаторот: Трансформаторите се клучна опрема во електроенергетските системи, и мониторинг на температурата на нивните внатрешни намотки, Ironелезни јадра, а другите делови се клучни за безбедно работење на трансформатори. Во големо нафта потопени трансформатори, Флуоресцентни оптички влакна може да се инсталираат во тонењата на топлината, намотки, прстени со лизгање, и други делови на трансформаторот за да се постигне целокупно мерење на температурата на мулти-точки. На пример, Во големо нафта потопен трансформатор на електрана, Со комбинирање на сензор за температура на флуоресцентни влакна со систем за стекнување и обработка на сигнал, Температурните промени на трансформаторот можат да се следат во реално време. Поради фактот дека сензорите за оптички влакна не се засегнати од електромагнетно мешање, Тие можат точно да работат во високо напонски и силни околини на електромагнетно поле на трансформатори, предвидуваат ризици од дефект, и да се обезбеди нормална работа на трансформатори. Згора на тоа, Сензорите за оптички влакна можат да мерат во околини со висока температура, правејќи ги погодни за управување со опрема за висока температура, како што се трансформатори. Тие исто така можат да обезбедат голема прецизност, висока чувствителност, и податоци за мерење на температурата со низок наноси, и може да пренесува податоци на долги растојанија, ефикасно решавање на проблемите со мешање на растојание и сигнал во преносот на податоци.

4.2. Случаи за апликација во индустриско производство

Мониторинг на температурата во микробранова опрема за греење: Во некои процеси на индустриско производство, како што е опрема за греење на микробранови во преработка на храна, Потребно е прецизно мерење на внатрешната температура на загреаниот предмет. Традиционалните термопери термометри подлежат на електромагнетно мешање во микробранови околини и не можат точно да ја мерат температурата, Додека сензорите за температура на оптички флуоресцентни влакна не се засегнати од микробранови електромагнетни полиња. На пример, При мерење на внатрешната температура на парчиња пилешко, Сензорите за температура на оптички флуоресцентни влакна можат точно да ја мерат внатрешната температура на храната за време на обработката за да се обезбеди дека храната може да се готви, Но, површината не е изгорена и претставува привлечна боја. Ова е затоа што сензориската сонда на Флуоресцентен сензор за температура на оптички влакна усвојува целосно микро -сонда со оптички влакна, што е без метални материјали, има целосна електрична изолација, не е засегната од висок напон и силни електромагнетни полиња, е отпорен на хемиска корозија и без загадување. Покрај тоа, Сондата за мерење на температурата има мала големина и добра флексибилност, и може да се вметне во цврсти материјали за мерење на внатрешната температура.
Мониторинг на температурата во хемиската индустрија: Во петрохемиската и другите хемиски индустрии, Многу опрема работат во околини со висока температура, висок притисок, силна корозија, и електромагнетно мешање со висок напон, како што се садови за реакција, Кули за дестилација, Вентили на гасоводот, и друга клучна опрема. Флуоресцентни оптички влакна можат да се користат за следење на температурата на овие уреди. На пример, Поставување флуоресцентни оптички влакна на површината на резервоарите за реакција во големи хемиски растенија за да формираат решетка за сензори за температура. Поради својствената безбедност, Компактна големина, имунитет на електромагнетно мешање, Мешање на радиофреквенција, и екстремно висока отпорност на корозија на сензори за оптички влакна, Секое жариште може да се следи, ефикасно спречување на несреќи да се појават. Во меѓувреме, Флуоресцентни оптички влакна може да се користат и за оптимизирање на дистрибуцијата на температурата на креветите за катализатори, Што е од големо значење за подобрување на приносот на производот и ефикасноста на искористувањето на енергијата.

5. Метод за оптимизирање на ефектот на мониторинг на температурата на флуоресцентно влакно во високонапонски електромагнетно мешање на околината

5.1. Оптимизирајте ги перформансите на сензорот

Избор на соодветни материјали за допинг: Јадрото на флуоресцентно влакно е кварц матрица допирана со ретки јони на Земјата. Структурата на нивото на енергијата и карактеристиките на транзицијата на различни ретки јони на Земјата се разликуваат многу, што ги одредува перформансите на мерење на температурата на флуоресцентно влакно. Ербиумските јони имаат предности на висока чувствителност на температурата на животниот век и широк спектрален опсег, правејќи ги најпосакуваниот избор за мерење на температурата на флуоресценцијата. Разумно избирање на јони на допинг и оптимизирање на параметрите, како што се концентрацијата на допинг и составот на матрицата, може дополнително да ги подобри перформансите за мерење на температурата на оптичките влакна, Подобрете ја точноста и чувствителноста на мерењето на температурата. На пример, со прецизно контролирање на концентрацијата на допинг на јони на ербиум, Флуоресцентното влакно може да одржи добра линеарност во поширок опсег на температура, со што се подобрува точноста на мерењето на температурата.
Подобрување на процесот на дизајнирање и производство на сонди: Квалитетот и перформансите на сондите директно влијаат на ефектот на мерење на температурата. Подобрете го структурниот дизајн на сондата, како што е користење на специјална технологија за пакување со оптички влакна за подобрување на неговата отпорност на електромагнетно мешање и отпорност на напон. Во исто време, Подобрување на точноста на производните процеси, Обезбедување на конзистентност и стабилност на сондите, и намалување на грешките во мерењето предизвикани од индивидуалните разлики во сондите. На пример, Технологијата за спојување на фузија со висока прецизност се користи за да се обезбеди квалитетот на врската помеѓу влакното и сондата, Избегнување загуби и мешање за време на пренесувањето на сигналот.

5.2. Оптимизирајте го системот за мерење

Усвојување на напредни техники за обработка на сигнали: При мерење на животниот век на флуоресценција, Методи за обработка на сигнал со повеќе временски домени и фреквенција-домен, како што се откривање на фази и трансформација на Фурие може да се користи за подобрување на точноста на мерењето и способноста за анти-мешање. На пример, Користење на брза трансформација на Фурие (Fft) точно да се пресмета животниот век на флуоресценцијата може ефикасно да ги елиминира ефектите од нестабилноста на изворот на светлина и промените на интензитетот на светлината, и подобрување на резолуцијата за мерење. Преку овие напредни техники за обработка на сигнали, Сигналите за животниот век на флуоресценција можат да се извлечат поточно во околини со високонапонски електромагнетно мешање, со што се подобрува точноста на мерењето на температурата.
Оптимизирајте ја шемата за мрежно поврзување на системот: За потребите за следење на температурата во големи размери, Оптимизирајте ја шемата за мрежно поврзување на системот за мерење на температурата на оптички флуоресценција на оптички влакна. Мултиплексирањето на поделба на бранова должина го постигнува мултиплексирање на сигнали за флуоресценција на различни бранови должини преку решетки за влакна Брагг, и може да интегрира десетици јазли за мерење на температурата на едно влакно; Мултиплексирањето на временската поделба користи оптички прекинувачи за да анкетираат различни гранки, што може значително да ги намали трошоците на системот. Комбинирањето на овие две решенија може да се пробие низ тесните грла на каналот на мерење на температурата на флуоресценцијата, Постигнете вмрежување со висок капацитет на стотици поени, и намалување на влијанието на електромагнетното мешање врз целиот систем. На пример, Во големи трафостаници или работилници за производство на хемикалии, каде што е потребно следење на температурата на бројни опрема или садови за реакција, Ова оптимизирано решение за мрежно поврзување може да ги подобри целокупните перформанси и веродостојноста на системот.

5.3. Разумна инсталација и одржување

Правилна инсталација на сонди на сензори: Обезбедувањето добар контакт помеѓу сондата и површината на објектот што се мери е клучно за подобрување на ефикасноста на спроводливоста на температурата и точноста на мерењето. За време на инсталацијата, Соодветниот метод на инсталација и уредот за фиксирање треба да бидат избрани врз основа на фактори како што се обликот и површинскиот материјал на предметот што се тестира. На пример, Кога инсталирате сонди на заоблени или груби површини, Може да бидат потребни специјални тела или материјали за полнење за да се обезбеди цврсто вклопување помеѓу сондата и површината. Во исто време, Треба да се обрне внимание на изборот на локацијата за инсталација за да се избегне да бидат погодени од други извори на топлина или извори на мешање.
Редовно одржување и калибрација: Редовно го одржувате и калибрираат системот за набудување на температурата на флуоресцентни влакна, Проверете дали влакното е оштетено, дали сондата работи правилно, и дали врската е лабава. Развијте разумен циклус на калибрација врз основа на барањата на околината и опремата за употреба. На пример, По долгорочно користење во средини со високо напон и силно електромагнетно мешање, перформансите на преносот на оптички влакна може да се намалат, и чувствителноста на сондите исто така може да се промени. Редовната калибрација може да обезбеди точност на мерењата.