O princípio de funcionamento do tipo Fiber OTP sensor de temperatura de fibra
O sensor de temperatura de fibra óptica é uma tecnologia que usa fibra óptica como elemento sensor para medir a temperatura medindo as propriedades ópticas da fibra óptica em função da temperatura. Aqui está uma introdução específica:
1、 Princípio baseado em mudanças nas propriedades ópticas
Princípio da variação de amplitude
Em um sensor de temperatura de fibra óptica baseado em componente, O diâmetro e o índice de refração do núcleo da fibra mudarão com a temperatura. Por exemplo, Quando a temperatura muda, O ambiente do núcleo da fibra muda, fazendo com que a luz se propague de forma desigual e se disperse, resultando em uma mudança na amplitude da luz. Este sensor, que utiliza a amplitude da vibração da luz para variar com a temperatura, trabalhos baseados neste princípio. Alguns sensores de temperatura de fibra óptica podem usar estruturas de fibra óptica especialmente projetadas. Quando a temperatura flutua dentro da faixa normal, O caminho de propagação da luz interna muda ligeiramente, alterando assim a amplitude da luz. O equipamento de detecção externo pode capturar essa mudança de amplitude e convertê-la em uma mudança no valor da temperatura.
Princípio de mudança de fase
O comprimento, índice de refração, e o diâmetro do núcleo das fibras ópticas monomodo variam com a temperatura. Por exemplo, Os interferômetros podem ser usados para detectar as mudanças de fase da luz que se propaga em fibras ópticas. Como o interferômetro Mahzard, A luz da fibra de sinal é misturada com um feixe de referência estável. Devido à influência da temperatura e outros parâmetros de medição na fibra de sinal, a fase do sinal óptico de propagação muda, causando interferência entre as duas colunas de luz. Um detector de fase adequado pode ser usado para detectar pequenas mudanças de fase, enquanto um contador de faixas pode detectar grandes mudanças. A mudança de fase causada por essa interferência reflete a mudança de temperatura, e a medição precisa da mudança de fase ajuda a medir a temperatura com alta precisão.
Princípio da mudança de estado de polarização
O plano de polarização de uma fibra monomodo gira com a temperatura, e a mudança de amplitude é obtida através de um polarizador. Em algumas aplicações de alta precisão, Este sensor de temperatura de fibra óptica baseado em mudanças de estado de polarização pode ser eficaz. Quando a temperatura atua em uma fibra óptica, Sua estrutura óptica interna causará uma mudança regular no estado de polarização da luz, e essa mudança pode ser medida com precisão combinando com elementos ópticos relacionados, como placas polarizadoras. Esses sensores geralmente têm boa resistência a interferências externas.
Usando o princípio de mudanças espectrais na absorção de material
Os espectros de absorção de algumas substâncias mudam com a temperatura, e a temperatura em tempo real podem ser obtidas analisando os espectros transmitidos por fibras ópticas. Os principais materiais para este tipo de sensor de temperatura de fibra óptica incluem fibras ópticas, analisadores espectrais, cristais transparentes, etc. Pode ser dividido em distribuído, sensores de temperatura de fluorescência de fibra óptica, e outros tipos. Em aplicações práticas, Os sensores utilizam as características de absorção de substâncias específicas em relação à luz. Quando a temperatura muda, O espectro de absorção desta substância muda, que se reflete nas mudanças espectrais da transmissão de fibra óptica para alcançar a medição de temperatura.
Princípio das características de fluorescência
Na faixa de baixa temperatura (abaixo 400 °C), O diodo emissor de luz emite luz de excitação modulada, que é acoplado à extremidade ramificada de uma fibra em forma de Y através de uma lente condensadora, e, em seguida, acoplado ao cabeçote de detecção de temperatura da fibra por meio de um acoplador de fibra. A extremidade da cabeça de detecção de fibra óptica é excitada pela luz de excitação e emite fluorescência. O sinal de fluorescência é derivado da fibra óptica e emitido do outro ramo da fibra em forma de Y através de um acoplador de fibra óptica, que é recebido por um fotodetector. A saída do sinal óptico pelo fotodetector é amplificada e processada pelo sistema de processamento de sinal de fluorescência para calcular a vida útil da fluorescência e obter o valor da temperatura medida. Por exemplo, Alguns sensores de temperatura de fibra fluorescente usam materiais fluorescentes especiais, cuja vida útil de fluorescência e outras características estão intimamente relacionadas à temperatura. Os dados de temperatura podem ser obtidos detectando o sinal de fluorescência.
2、 Princípios de diferentes tipos de sensores de temperatura de fibra óptica
Sensor de temperatura de fibra óptica funcional
Este tipo de sensor de temperatura de fibra óptica utiliza a função sensível inerente à própria fibra óptica para medir a temperatura. O sensor de fibra óptica detecta e transmite informações. Por exemplo, Uma certa característica óptica da própria fibra é sensível à temperatura. Quando a temperatura muda, As características de transmissão da luz dentro da fibra mudam naturalmente, refletindo diretamente a situação de mudança de temperatura. Nenhum componente sensível adicional é necessário para detectar a temperatura.
Sensor de temperatura de fibra óptica tipo transmissão
As fibras ópticas desempenham apenas um papel na transmissão de luz, e outros componentes sensíveis devem ser instalados na face final da fibra para formar o novo sensor. Por exemplo, Instalação de um pequeno componente sensível à temperatura na extremidade de um cabo de fibra óptica. Quando a temperatura sobe ou desce, O óptico, elétrico, ou outras propriedades físicas dessa alteração de componente sensível, que afeta as propriedades da luz transmitida através do cabo de fibra óptica. Ao detectar as propriedades da luz, as mudanças de temperatura podem ser inferidas.
Fibra OTP Modelo Sensor de temperatura de fibra Marcas comuns
1、 Marcas estrangeiras
Opsens
Opsens’ Os sensores de temperatura de fibra óptica têm um certo nível de popularidade no mercado. Por exemplo, seu sensor de temperatura de fibra óptica modelo OTP-A oferece alto desempenho para aplicações industriais. Este sensor usa o princípio de birrefringência e cristais especialmente selecionados como método de conversão de temperatura. Tem a característica de não apresentar fluência térmica ou envelhecimento, e pode funcionar de forma estável em alguns cenários de medição de temperatura industrial de longo prazo. É compatível com Opsens’ Demodulador de sinal WLPI e tem vantagens inerentes à fibra óptica, como forte resistência à interferência eletromagnética. Nos campos de alta eletromagnética, radiofreqüência, ressonância magnética, e microondas, sob condições desfavoráveis, como alta tensão e ciclos rápidos de temperatura, Pode fornecer boa repetibilidade e confiabilidade, apropriado para eletromagnético, radiofreqüência, e ambientes de micro-ondas, Ambientes de alta tensão, Ambientes nucleares e perigosos, Aplicações médicas (Alguns modelos), etc. Sua faixa de temperatura operacional padrão é -40 °C a +250 °C, e versões de maior resolução e precisão também estão disponíveis.
FISO
A FISO é um conhecido fabricante de sensores. Conhecida por seus sensores de temperatura de fibra óptica, como os modelos FOT-L-SD e FOT-L-BA. Esses modelos são altamente adequados para medir a temperatura em ambientes extremos, como baixas temperaturas, ambientes nucleares, microondas, e RF de alta intensidade. Eles têm as características de não serem afetados pela EMI (interferência eletromagnética) e RFI (interferência de radiofrequência), bem como tamanho pequeno, Dispositivos de segurança integrados para ambientes perigosos, resistência a altas temperaturas, resistência à corrosão, e elevada precisão. Baseado na tecnologia de fibra óptica, os sensores não são afetados essencialmente por EMI e RFI, enquanto os sensores ópticos são eletronicamente inativos e não emitem ou são afetados por qualquer tipo de radiação EM. Eles podem fornecer precisão, estábulo, e medições de temperatura reprodutíveis. A faixa de medição de temperatura do FOT-L-SD é -40 ° C ~ 300 ° C (-40 ° F ~ 572 ° F), e o comprimento do cabo da bainha da ligação da fibra ótica de FOT-L-BA pode alcançar diversos medidores sem afetar a qualidade e a precisão dos resultados da medida. Seu diâmetro de design menor torna o tempo de resposta relativamente mais rápido, e o limite superior da medição de temperatura é 250 ° C. E todos os sensores de temperatura do FISO precisam ser usados em conjunto com os condicionadores de sinal correspondentes.
2、 Marcas da China
Fuzhou Inovação Electronic Scie&Cia Técnica., Ltd
Este é um fabricante conhecido de sensores de temperatura de fibra óptica na China. Adota tecnologia avançada de medição de temperatura de fibra fluorescente e tem um forte R&D dedicada a fornecer soluções de sensores de temperatura de fibra de alto desempenho. O produto tem as características de ampla faixa de medição de temperatura, Alta precisão, e forte capacidade anti-interferência. E o fabricante também fornece serviços de personalização personalizados, que pode ser adaptado de acordo com as necessidades específicas dos clientes para atender às necessidades de aplicação de diferentes campos. Tem uma boa reputação em aplicações de medição de temperatura em várias indústrias na China, especialmente em campos industriais que exigem alta precisão e estabilidade, bem como na medição de temperatura em ambientes especiais.
HGSKYRAY.com
Raio HGSKYRAY. é um fabricante profissional especializado na pesquisa e desenvolvimento de sensores de temperatura. Os sensores de temperatura de fibra óptica produzidos por ela são conhecidos por sua alta precisão, estabilidade, e sensibilidade. O produto tem vários modelos e especificações para escolher, adequado para vários cenários de aplicação, como energia industrial, metalurgia, Áreas médicas e outras. Ao mesmo tempo,, Eles também fornecem um serviço pós-venda abrangente para garantir uma experiência de usuário suave e satisfatória durante o uso. A medição de temperatura tem uma ampla gama de aplicações no monitoramento de temperatura industrial doméstica e nos campos de pesquisa científica, como ser amplamente utilizado em grandes sistemas de monitoramento de temperatura de oficina industrial ou medição de temperatura de precisão em laboratórios de pesquisa científica.
Comparação dos parâmetros de desempenho do sensor de temperatura de fibra tipo OTP de fibra
1、 Faixa de temperatura de medição
OTP – Modelo A (Opsens)
Sua faixa de temperatura operacional padrão é -40 °C a +250 °C, e também pode fornecer versões de maior resolução e precisão. Esta faixa de temperatura cobre basicamente a maioria dos cenários de aplicação ambiental especial industrial e alguns convencionais. Para medição de temperatura em áreas como periféricos de dispositivos eletrônicos, oficinas de produção industrial comuns, e ambientes industriais especiais não extremos, é suficiente. Contudo, para cenários com temperaturas mais altas, como fornos industriais de alta temperatura que excedem 400 °C, outros sensores mais adequados ou versões especialmente personalizadas podem precisar ser considerados.
FOT – L – SD (FISO)
A faixa de medição de temperatura é -40 ° C ~ 300 ° C (-40 ° F ~ 572 ° F), que pode se adaptar a uma ampla gama de ambientes de temperatura, especialmente com boa capacidade de medição em ambientes de baixa e relativamente alta temperatura. Ele tem um bom desempenho em cenários de medição de temperatura, como armazéns refrigerados de baixa temperatura e alguns equipamentos industriais gerais de alta temperatura, e pode se adaptar a vários cenários de temperatura, desde ambientes externos frios até ambientes internos de equipamentos industriais com certa geração de calor.
FOT – L – BA (FISO)
Seu limite superior de medição de temperatura é 250 ° C, embora ligeiramente inferior ao FOT-L-SD no limite superior de alta temperatura, Seu diâmetro de design menor torna o tempo de resposta relativamente mais rápido. Este tipo de sensor é mais adequado para cenários de medição de temperatura que exigem velocidade de resposta rápida e uma faixa de temperatura de 250 ° C. Por exemplo, Ele pode ter um desempenho melhor no monitoramento de temperatura para pequenos dispositivos que exigem resposta rápida a mudanças de temperatura ou ambientes com mudanças rápidas de temperatura local, como monitoramento de temperatura de componentes eletrônicos pequenos.
2、 Precisão e resolução
OTP – Modelo A (Opsens)
Pode fornecer alta precisão na versão de alta precisão (Módulo OTP-M) e pode alcançar um bom desempenho quando combinado com o Opsens’ Demodulador de sinal WLPI. Embora não tenham sido fornecidos valores específicos de precisão e resolução, Ele ainda pode fornecer medições confiáveis sob condições complexas e adversas, como alta eletromagnética, radiofreqüência, ressonância magnética, e campos de microondas, Alta tensão, e ciclos rápidos de temperatura. Isso indica que ele tem certas vantagens em precisão e estabilidade, especialmente ao enfrentar situações com muitos sinais de interferência e ambientes complexos, ele ainda pode medir com precisão as mudanças de temperatura. Contudo, em diferentes ambientes de trabalho, A precisão e a resolução finais podem ser afetadas por configurações específicas e requisitos de aplicação. Por exemplo, em cenários de medição de precisão em nível de laboratório com requisitos de precisão particularmente rigorosos, Mais depuração e otimização de configuração podem ser necessárias.
FOT-L-SD e FOT-L-BA (FISO)
Este tipo de sensor pode fornecer medição precisa de temperatura, mas também não há valor numérico específico para precisão. Contudo, da perspectiva de que pode ser usado para medição precisa de temperatura em ambientes clínicos médicos (onde é necessária alta precisão), sua precisão deve atender a padrões médicos muito altos. E pode garantir a operação normal e medir com precisão a temperatura em ambientes extremos, como ambientes nucleares, indicando sua forte capacidade de manter a precisão. Para resolução, A capacidade de obter uma medição de temperatura estável em vários ambientes complexos significa que sua resolução também pode atender às necessidades de diferentes ambientes, especialmente na detecção de pequenas mudanças de temperatura em ambientes como micro-ondas e RF de alta intensidade.
3、 Capacidade anti-interferência
OTP – Modelo A (Opsens)
Tem forte interferência eletromagnética/interferência de radiofrequência (EMI/RFI) e resistência à interferência de microondas. Usando cristal único puro como método de conversão de temperatura, Não apresenta fluência térmica ou envelhecimento, e pode garantir uma medição estável em ambientes com interferência severa, como alta eletromagnética, radiofreqüência, ressonância magnética, e campos de microondas. Essa capacidade anti-interferência se deve principalmente à sua estrutura cristalina e características inerentes à fibra óptica, o que o torna altamente vantajoso para medição de temperatura em ambientes com grande quantidade de sinais eletromagnéticos e de radiofrequência, como perto de subestações de alta tensão e ao redor de equipamentos de ressonância magnética. Evita erros de medição ou mesmo mau funcionamento causados por interferências externas.
FOT-L-SD e FOT-L-BA (FISO)
Uma de suas vantagens significativas é que ele não é afetado por EMI e RFI. Devido às características das fibras ópticas e ao design dos sensores, eles podem operar normalmente e medir com precisão a temperatura em qualquer tipo de cenário de radiação EM, seja microondas, RF, ou ambiente de RMN. Essa capacidade anti-interferência o torna amplamente utilizado em ambientes especiais de pesquisa científica, como medição de temperatura em torno de laboratórios de ressonância magnética nuclear, Monitoramento de temperatura em torno de equipamentos de aquecimento por microondas, e medição de temperatura dentro de dispositivos eletrônicos que são particularmente sensíveis a interferências eletromagnéticas.
4、 Tamanho do sensor e características estruturais
OTP – Modelo A (Opsens)
Caracterizado pelo tamanho pequeno e pelo projeto robusto. Este tamanho pequeno facilita a instalação em ambientes onde o espaço de instalação é limitado, como ao instalar um ponto de medição de temperatura para um determinado componente em um pequeno espaço dentro de alguns dispositivos eletrônicos sem ser limitado pelo espaço. Ao mesmo tempo,, O design robusto garante durabilidade em ambientes industriais adversos, como oficinas de fábrica de alta vibração ou cenários de trabalho com riscos de colisão mecânica, permitindo uma operação estável sem danos ou erros de medição causados por pequenas colisões ou vibrações.
FOT-L-SD e FOT-L-BA (FISO)
Eles são pequenos em tamanho e possuem dispositivos de segurança integrados para ambientes perigosos. Este tamanho pequeno também é benéfico para medição de temperatura em vários espaços estreitos. No campo da biomedicina, como monitoramento de temperatura dos tecidos internos do corpo humano, Pode reduzir a invasividade do corpo humano. O dispositivo de segurança integrado permite que ele seja usado com segurança em ambientes com altos riscos de temperatura e pressão, como ambientes nucleares. Mesmo que o próprio sensor esteja danificado, não representará nenhum outro risco de segurança, Garantir a segurança de uso em ambientes perigosos.
Cenários de aplicação do sensor de temperatura de fibra modelo OTP de fibra
1、 Setor industrial
Aplicação em sistema de energia
Ele desempenha um papel importante no monitoramento da temperatura da superfície dos cabos de alimentação e da temperatura em áreas densamente povoadas de cabos. Devido ao efeito térmico da corrente durante a transmissão de energia a longo prazo, cabos geram calor. Os sensores de temperatura de fibra óptica podem monitorar a temperatura dos cabos em tempo real, evitando falhas de cabos ou mesmo incêndios causados por altas temperaturas. Por exemplo, em algumas grandes subestações ou tubulações subterrâneas com colocação de cabos densos nas cidades, FOT-L-BA e outros tipos de sensores podem monitorar convenientemente a temperatura do cabo de maneira distribuída, e sua capacidade anti-interferência eletromagnética pode se adaptar ao forte ambiente eletromagnético ao redor da subestação.
O monitoramento de áreas propensas ao aquecimento em equipamentos de distribuição de alta tensão também é um importante cenário de aplicação para sensores de temperatura de fibra óptica. Os contatos do interruptor e outras peças dentro do painel são propensos a aquecer devido à resistência de contato e outros motivos durante a operação. Os sensores de temperatura de fibra óptica podem medir e monitorar com precisão a temperatura dessas peças propensas ao calor, detectar potenciais riscos à segurança com antecedência, e garantir o funcionamento normal do equipamento de distribuição de alta tensão. Sensores como OTP-A, com sua excelente capacidade anti-interferência e adaptabilidade a ambientes de alta tensão, pode ser bem aplicado em tais cenários.
O mesmo se aplica aos sistemas de detecção de temperatura ambiente e alarme de incêndio em usinas e subestações. Os sensores de temperatura são distribuídos em várias áreas, como a sala de informática das usinas e a sala de distribuição das subestações. Quando a temperatura ambiente sobe para um determinado limite, Um alarme pode ser emitido em tempo hábil para evitar acidentes, como incêndios.
A medição da distribuição de temperatura, Proteção térmica, e diagnóstico de falhas para vários geradores de grande e médio porte, Transformadores, e os motores são igualmente um sentido muito importante da aplicação. Por exemplo, A instalação de sensores de temperatura de fibra óptica em peças-chave, como o estator e o rotor de um gerador, pode obter informações de temperatura em tempo hábil, e, em seguida, determinar o status operacional do equipamento com base na distribuição de temperatura. Medidas podem ser tomadas para proteger ou reparar o equipamento antes que a temperatura suba de forma anormal, prolongando sua vida útil.
Aplicação na produção e processamento industrial
No monitoramento de temperatura de fornos metalúrgicos, embora alguns sensores de temperatura de fibra óptica tenham limites de medição insuficientes para cobrir a temperatura ultra-alta do forno, Eles têm grandes vantagens no monitoramento da temperatura do equipamento auxiliar ao redor do forno e no monitoramento da temperatura da peça durante o processamento do metal. Por exemplo, em algumas oficinas de laminação de alta temperatura, Os sensores de temperatura de fibra óptica podem medir com precisão a temperatura da superfície de rolos de laminação e aço, Ajuste os parâmetros do processo de laminação de acordo com as condições de temperatura, e garantir a qualidade do produto.
Em oficinas de produção química, devido à presença de várias substâncias químicas, Os sensores são propensos à corrosão, e os sensores de temperatura da fibra ótica têm a característica da resistência de corrosão, que pode medir com precisão a temperatura de equipamentos-chave, como vasos de reação e tubulações. Alguns sensores de temperatura de fibra óptica com materiais de camada externa resistentes à corrosão, como sensores com camada externa de PTFE, pode se adaptar bem ao ambiente químico hostil em oficinas químicas e evitar o problema de sensores de metal tradicionais serem facilmente corroídos.
2、 Área médica
Aplicação em medicina clínica
Tem vantagens únicas na medição da temperatura dos tecidos internos do corpo humano. Os sensores de grade de Bragg de fibra são atualmente os menores sensores que podem medir as funções internas do tecido humano com invasão mínima, fornecendo informações locais precisas sobre a temperatura. Por exemplo, no processo de hipertermia tumoral, É necessária uma medição precisa em tempo real da temperatura do tecido tumoral. Sensores de temperatura de fibra óptica, como FOT-L-SD, podem tirar proveito de sua alta precisão e imunidade à interferência de radiação eletromagnética. Ao mesmo tempo,, devido ao seu pequeno tamanho, eles têm menos danos de inserção no tecido humano.
Na pesquisa médica, como o monitoramento da temperatura de meios de cultura de células e amostras biológicas em experimentos com animais, Os sensores de temperatura de fibra óptica podem controlar e medir com precisão as mudanças de temperatura dentro de uma pequena faixa. Sua capacidade de medição de temperatura de alta precisão ajuda os pesquisadores a obter com precisão dados de temperatura relacionados a experimentos e melhorar a precisão dos resultados da pesquisa.
Aplicação de monitoramento de temperatura em equipamentos médicos
Para alguns dispositivos médicos, como grandes equipamentos de raios-X e ressonância magnética (RESSONÂNCIA) equipamento, O monitoramento da temperatura interna também é crucial. Esses dispositivos geram calor durante a operação devido à operação de componentes eletrônicos. Se a temperatura estiver muito alta, pode afetar o desempenho dos dispositivos e até causar mau funcionamento. Sensores de temperatura de fibra óptica podem ser instalados em locais adequados dentro do equipamento para monitorar a temperatura de áreas críticas em tempo real, garantir o funcionamento normal do equipamento. Sensores como o Opsens’ O modelo OTP-A é adequado para monitoramento de temperatura em torno de equipamentos de ressonância magnética devido às suas vantagens anti-interferência eletromagnética.
3、 Campo aeroespacial
Monitoramento da temperatura interna da aeronave
Na indústria aeroespacial, uma aeronave requer o uso de mais de 100 Sensores para monitorar a pressão, temperatura, vibração, nível de combustível, status do trem de pouso, Posições da asa e do leme, e muito mais. Em comparação com outros sensores, Os sensores de temperatura de fibra óptica têm as vantagens de tamanho pequeno e peso leve. Por exemplo, dentro de um motor de aeronave, devido ao espaço limitado e aos altos requisitos de resistência a altas temperaturas e vibrações dos sensores, Os sensores de temperatura de fibra óptica podem se adaptar ao ambiente de alta temperatura dentro do motor e medir com precisão a temperatura, fornecer suporte de dados de temperatura para a operação normal do motor.
No sistema de combustível de uma aeronave, É necessário monitorar a temperatura do combustível. Sensores de temperatura de fibra óptica podem ser instalados na tubulação de combustível ou dentro do tanque de combustível para obter informações de temperatura do combustível em tempo real. Porque as mudanças de temperatura do combustível de aviação podem afetar suas propriedades físicas e químicas, como densidade, viscosidade, etc., que, por sua vez, afetam o desempenho de voo das aeronaves, A medição de temperatura oportuna e precisa é útil para o gerenciamento da segurança de voo.
Monitoramento de temperatura de componentes de espaçonaves
Ele desempenha um papel importante no monitoramento da temperatura das baterias da espaçonave. A bateria da espaçonave é responsável pelas tarefas de fornecimento de energia no ambiente espacial, e seu desempenho é muito afetado pela temperatura. Os sensores de temperatura de fibra óptica podem monitorar a temperatura das baterias, garantir que as baterias operem dentro de uma faixa de temperatura apropriada e evitar a degradação do desempenho, vida útil reduzida, ou mesmo falha devido a altas ou baixas temperaturas.
No sistema de proteção térmica da espaçonave, como a camada de proteção térmica de uma espaçonave de retorno, experimentará altas temperaturas ao retornar à atmosfera da Terra, e é necessário o monitoramento em tempo real da temperatura da camada de proteção térmica. Os sensores de temperatura de fibra óptica podem atender às necessidades de medição de alta temperatura e medição precisa de temperatura em ambientes espaciais hostis, fornecer garantia eficaz de dados de temperatura para o retorno seguro da espaçonave.
4、 Campo de construção
Medição de temperatura no monitoramento da saúde de grandes estruturas de edifícios
Especialmente, Os sensores de temperatura de grade de Bragg de fibra são facilmente incorporados em materiais para medir a temperatura interna com alta resolução e em uma ampla faixa. Em grandes edifícios estruturais, como pontes e barragens, mudanças de temperatura podem ter efeitos de estresse na estrutura. Por exemplo, enterrando sensores de temperatura de fibra óptica em diferentes profundidades dentro da barragem, As mudanças de temperatura dentro da barragem podem ser monitoradas para avaliar o impacto das mudanças de temperatura na deformação estrutural da barragem. Em 1999, 120 sensores de temperatura de grade de fibra óptica foram instalados em uma ponte de aço no LasCruces 10 rodovia interestadual no Novo México, EUA monitorarão mudanças de temperatura e fornecerão base de dados para monitoramento de segurança e alerta antecipado da ponte.
Monitoramento de temperatura e gerenciamento de economia de energia do ambiente interno em edifícios
Edifícios internos, Os sensores de temperatura de fibra óptica podem ser distribuídos em várias salas ou áreas públicas para medir com precisão a temperatura interna. Isso ajuda a obter um controle preciso dos sistemas de regulação de temperatura, como ventilação inteligente e ar condicionado em edifícios, Melhorar a eficiência energética. Por monitoramento e análise em tempo real da temperatura em diferentes regiões, A estratégia de operação de equipamentos reguladores de temperatura, como ar condicionado, pode ser otimizada para reduzir o consumo de energia. Ao mesmo tempo,, em alguns locais arquitetônicos especiais, como museus, Galerias de arte, e outros lugares com requisitos rígidos de temperatura e umidade interna, Os sensores de temperatura de fibra óptica podem medir com precisão a temperatura e trabalhar com outros equipamentos para garantir que o microambiente interno atenda aos requisitos para a preservação de relíquias culturais e obras de arte.
Modelo de fibra OTP Guia de seleção do sensor de temperatura de fibra
1、 Esclareça o ambiente de demanda
Considerações sobre o ambiente eletromagnético
Se a medição de temperatura for realizada em um ambiente eletromagnético/radiofrequência, como perto de subestações, estações de radar, ou em ambientes com equipamentos elétricos industriais densos, Os métodos tradicionais de medição de temperatura devem ter prioridade quando sofrem graves interferências e não podem funcionar corretamente. Sensores de temperatura de fibra óptica com fortes recursos de interferência anti-eletromagnética devem ser selecionados. Sensores de temperatura de fibra óptica, como os modelos FOT-L-SD e FOT-L-BA da FISO, bem como Opsens’ Modelo OTP-A, pode operar normalmente e medir com precisão a temperatura em ambientes altamente eletromagnéticos. Para medição de temperatura em salas de equipamentos de ressonância magnética nuclear ou perto de equipamentos de aquecimento por micro-ondas, the sensor’s ability to resist electromagnetic interference is extremely high. Fiber optic temperature sensors have become the preferred choice due to their non electromagnetic interference characteristics, which can avoid measurement errors and signal instability.
Special environmental requirements
When in flammable, explosivo, and corrosive environments, there are special requirements for safety/corrosion resistance, such as in petrochemical workshops, refineries, or hazardous chemical storage warehouses. Fiber optic temperature sensors are more suitable due to their inherent safety and corrosion resistance. In the chemical workshop, there are various corrosive gases and liquids, and the corrosion-resistant outer layer material of the sensor (such as PTFE) can ensure its normal operation. Ao mesmo tempo,, optical fibers themselves do not generate dangerous factors such as electric sparks, and can safely measure temperature in flammable and explosive environments, ensuring production safety.
Installation space restrictions
If the installation environment is narrow and there are special requirements for sensor size, such as temperature measurement in some microelectronic devices, precision medical instruments, or narrow industrial equipment gaps, fiber optic temperature sensors with small size characteristics such as FISO’s FOT-L-SD and FOT-L-BA models are more suitable. They can be installed in limited space and accurately measure temperature without affecting the accuracy and stability of the measurement due to space limitations.
2、 Measurement points and installation layout
Number of measurement points
Based on the number of measurement points required, determine whether to use “distributed” ou “single point” sensors, which involves issues of single point cost, total cost, and installation layout. Normalmente, when there are less than 50 Pontos de medição, um “single point type” such as a fluorescent sensor is used; When there are more than 50 Pontos de medição, “distributed” sensors such as fiber Bragg grating sensors are usually used. Por exemplo, measuring the temperature of several key components inside a small device may only require a few single point fiber optic temperature sensors, in which case the cost-effectiveness of single point sensors is higher. For large-scale temperature distribution measurement within bridge structures or temperature monitoring in multiple areas of large industrial plants, fibra óptica distribuída temperature sensors are needed to achieve comprehensive and efficient temperature measurement. Although the initial cost may be high, it is a better choice in terms of overall long-term monitoring effect and cost efficiency.
Installation layout convenience
If the structure of the measurement site is complex, such as in the case of many obstacles inside large machinery or building structures, in addition to considering the size and shape of the sensor itself, factors such as the flexibility and bendability of the optical fiber also need to be considered. A flexible fiber optic temperature sensor can be installed and laid out more conveniently in this situation, ensuring that each measurement point can accurately place the sensor. Ao mesmo tempo,, the fiber optic cable can adapt to complex environments during the wiring process, and will not be damaged or affect the transmission of optical signals due to excessive bending, thereby ensuring the effectiveness and stability of the entire temperature measurement system.
3、 Measurement temperature range and accuracy requirements
Temperature range matching
Understanding the temperature range requirements for actual measurements is crucial. If it is in high-temperature environments such as around industrial furnaces, high-temperature components of engines, etc., it is necessary to choose fiber optic temperature sensors that can adapt to the high temperature range. Sensors like FOT-L-SD have a temperature measurement range of -40 ° C to 300 ° C, making them suitable for some relatively high temperature industrial environments. For some measurements in low-temperature environments, such as refrigerated storage and low-temperature biological sample storage, it is necessary to ensure that the low-temperature measurement capability of the sensor also meets the requirements. Some fiber optic temperature sensors are specifically designed with different models for different temperature ranges, so it is necessary to select the appropriate sensor based on the actual temperature upper and lower limits of the measurement environment to avoid situations where the temperature exceeds the sensor’s measurement range and causes inaccurate measurement or damage to the sensor.
Determination of precision requirements
The accuracy requirements for temperature measurement vary in different application scenarios. In some scientific research experiments, such as high-precision chemical experiments, biomedical experiments, and other scenarios that require precise temperature control, as well as in temperature monitoring of some precision instruments and equipment, such as high-end microscopes and precision electronic chip manufacturing equipment, high-precision fiber optic temperature sensors are needed. The temperature measurement accuracy is usually divided into five levels: ± 0.05, ± 0.1, ± 0.3, ± 0.5, ± 1, and the corresponding sensor is selected according to the specific application accuracy requirements. Por exemplo, high-precision measurement of human body temperature in clinical medicine may require fiber optic temperature sensors with an accuracy level of ± 0.05, while for some ordinary industrial environment temperature monitoring, sensors with an accuracy level of ± 0.5 or ± 1 may be sufficient to meet the requirements.
4、 Probe characteristics and signal interface
Probe working type
The working types of probes include immersion type, contact type, and medical type. Immersion sensors can be used to measure the temperature of solids, liquids, and gases, such as temperature measurement in industrial liquid tanks. Immersion sensors are specially treated, and the strength and toughness of optical fibers are strong, which can resist chemical corrosion in liquid tanks. Contact sensors are specialized in measuring the temperature of object surfaces, such as temperature monitoring of high-voltage equipment such as dry-type transformers, high-voltage switchgear, and high-voltage busbars. Medical sensors are specially designed for life science measurements, with small and thin probes that, when paired with dedicated demodulation devices, can achieve fast response speeds and very high accuracy. So it is necessary to choose the appropriate probe type for fiber optic temperature sensors based on whether the actual measured object is a solid surface, liquid interior, or biological tissue.
Selection of signal output interface
Signal output is divided into analog output and digital output. There are two types of analog outputs: 0-5V/10V voltage output and 4-20mA current output. Digital outputs include RS-232, RS-485, USB, etc. Select the signal output interface of the fiber optic temperature sensor based on the signal types that downstream devices (such as data acquisition cards, control systems, etc.) can receive. If integrated with existing industrial control systems that can only receive 4-20mA current signals, then it is necessary to choose fiber optic temperature sensors with this analog output interface. In some industrial scenarios or laboratory data acquisition and analysis systems with high levels of automation that require long-distance data transmission and centralized data collection and processing, digital output interfaces such as RS-485 are more suitable for parallel connection of multiple sensors and connection with computers and other devices for data transmission and analysis operations.
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