De ce să utilizați măsurarea temperaturii cu fibră optică fluorescentă pentru a monitoriza aparatele de comutație

Principiul Termometru fluorescent cu fibră optică

Termometrul fluorescent cu fibră optică este un dispozitiv de măsurare a temperaturii bazat pe fenomenul de fotoluminiscență al materialelor fluorescente. Comparativ cu metodele tradiționale de măsurare a termocuplurilor, Are avantaje precum anti-interferențe electromagnetice, rezistența la coroziune, și rezistență la temperaturi ridicate și presiune ridicată. Poate realiza detectarea temperaturii în timp real în medii externe mai dure și are perspective largi de aplicare. Sistemul de măsurare a temperaturii fibrei de fluorescență dezvoltat de Huaguang Tianrui pe baza tehnologiei de măsurare a temperaturii fibrelor de fluorescență are avantaje unice în comparație cu alte metode de măsurare a temperaturii. Explică în profunzime principiul de funcționare al termometrului cu fibră de fluorescență, analizează factorii cheie care afectează măsurarea temperaturii, și stabilește o bază teoretică pentru proiectarea termometrului cu fibră de fluorescență. Apoi, A fost realizat designul general al termometrului cu fibră fluorescentă, inclusiv calea optică, circuit, software, structură, și algoritm. Verificarea fezabilității planului general, a fost conceput un experiment comparativ de măsurare a temperaturii, iar planul general a fost analizat și studiat pe baza datelor reale. Sistemul de măsurare a temperaturii cu fibră optică a fost rezumat și discutat, și au fost propuse direcții și idei viitoare pentru îmbunătățirea măsurării temperaturii prin fibră optică.

Tehnologia termometru cu fibră fluorescentă:

(1) Tehnologii cheie ale structurii optice mecanice:

Utilizarea unei singure fibre optice pentru a transmite simultan semnalele sursei de lumină și semnalele de fluorescență, reducerea volumului și a pierderii de fluorescență a termometrului cu fibră de fluorescență;

Utilizarea filtrelor pentru a filtra lumina de excitație și fluorescența;

Adoptarea tehnologiei avansate pentru a realiza etanșarea sondelor fluorescente cu fibră optică.

(2) Tehnologia cheie a circuitului de demodulare:

Utilizarea intrării semnalului de reglare dinamică pentru a realiza comutarea periodică și reglarea puterii de ieșire a sursei de lumină, atingerea indirectă a ajustării amplitudinii semnalului de eșantionare;

Utilizarea semnalelor de corecție pentru a amplifica semnalele eșantionate și a corecta prejudecățile;

Simplificați componentele circuitului și integrați controlul, prelucrare, comunicare și alte funcții în cipuri, care este propice miniaturizării termometrelor cu fibră de fluorescență;

Utilizarea algoritmilor de montare pentru a calcula durata de viață a fluorescenței și a converti temperatura;

Filtrați rezultatele duratei de viață a fluorescenței folosind un algoritm de filtrare pentru a reduce erorile și a îmbunătăți acuratețea rezultatelor de ieșire.

Proiectarea Termometru fluorescent cu fibră optică:

1、 Partea sondei de fluorescență a căii optice adoptă tehnologie avansată pentru a înlocui schemele tradiționale de protecție a sondei, creșterea flexibilității și a efectului de etanșare al sondei;

2、 Caracteristicile electrice ale unor componente din demodulator variază în funcție de temperatură, și un semnal de reglare dinamică este adăugat la circuit pentru a regla stabilitatea formei de undă a semnalului, Echilibrați acuratețea și eroarea formei de undă;

3、 Secțiunea de prelucrare a datelor propune o metodă de filtrare combinată pentru prelucrarea datelor, care reduce eficient erorile și îmbunătățește acuratețea rezultatelor;

4、 Partea software este proiectată cu mai multe moduri de lucru și funcții de citire și configurare a parametrilor pentru a îmbunătăți adaptabilitatea acestui sistem.

De ce să folosești măsurarea temperaturii fibrei optice fluorescente:

Temperatura este o cantitate de referință importantă în producția și viața zilnică, și cu progresul continuu al tehnologiei și dezvoltarea societății umane, oamenii au cerințe din ce în ce mai mari de temperatură în producția industrială de zi cu zi și în viața de zi cu zi. În domeniul producției industriale, Producția de oțel, din prelucrarea materiilor prime, Fabricarea fierului la turnarea matriței, Laminarea oțelului, etc., are un control strict al temperaturii. De exemplu, conservarea și transportul alimentelor proaspete în viața de zi cu zi, precum și monitorizarea și controlul temperaturii, au un impact semnificativ asupra siguranței alimentare și a gustului. Deci, Importanța măsurării exacte a temperaturii este evidentă. În același timp, în fața clasificării cerințelor tehnice din ce în ce mai specializate și a perfecționării continue a condițiilor tehnice, clasificarea corespunzătoare a echipamentelor de măsurare și a tehnologiei de măsurare este, de asemenea, în creștere, iar cererea de dispozitive de măsurare a temperaturii concepute pentru diverse medii specializate și cerințe speciale apare în mod constant. În circumstanțe speciale și condiții de mediu extreme, precum și diferite cerințe, cum ar fi răspunsul dinamic rapid, Măsurare de la distanță, și măsurători în mai multe puncte, Măsurarea tradițională a temperaturii și transmiterea semnalului au devenit din ce în ce mai dificile pentru a satisface diferite condiții solicitante, și dificultatea de implementare a crescut, de asemenea,.

Funcție de măsurare a temperaturii cu fibră optică de fluorescență:

Acum, Echipamentele tradiționale de măsurare a temperaturii au unele dificultăți practice în utilizarea în multe medii speciale de măsurare, cum ar fi mediul dur al punctului de măsurare a temperaturii, cum ar fi coroziunea, Tensiune înaltă, spațiu îngust, etc., sau interferențele electromagnetice puternice în zona în care se află punctul de măsurare, cum ar fi monitorizarea temperaturii motoarelor și transformatoarelor de înaltă tensiune. Ca răspuns la dificultățile de mai sus, Majoritatea senzorilor de temperatură noi trebuie să aibă avantaje, cum ar fi rezistența puternică la interferențe electromagnetice, performanță bună de izolare, răspuns rapid, și dimensiuni mici. Cu aplicarea diferitelor materiale și procese noi, precum și explorarea de noi metode de măsurare, Au apărut o varietate de noi dispozitive de măsurare a temperaturii. Unul dintre ele este echipamentul de măsurare a temperaturii bazat pe tehnologia de comunicații prin fibră optică.

Înainte de nașterea tehnologiei de măsurare a fluorescenței cu fibră optică, existau deja diverse tehnici de măsurare a temperaturii. Primul termometru cu mercur s-a născut încă de la 1714. Termometrele cu mercur aparțin tehnologiei de măsurare a expansiunii, care utilizează principiul dilatării și contracției termice, iar spațiul ocupat de volumul de mercur variază în funcție de diferite temperaturi. Scara unui termometru cu mercur afișează în mod viu valoarea numerică a temperaturii. Pe baza acestui principiu, pe lângă lichide, Tehnologiile de măsurare pentru diferite materiale, cum ar fi gazele și metalele, au apărut și în viitor. Odată cu avansarea continuă a tehnologiei, Dezvoltarea viguroasă a energiei electrice a adus noi idei și tehnologii de măsurare. Tehnologia termocuplului se bazează pe diferitele proprietăți electrice ale componentelor electronice la diferite temperaturi, și este în prezent cea mai utilizată și diversă tehnologie de măsurare a temperaturii. În plus, Tehnologia de comunicații optice a indicat, de asemenea, o nouă direcție pentru măsurarea temperaturii. Dispozitivele de măsurare a temperaturii în infraroșu realizate folosind diferitele caracteristici ale radiației termice ale obiectelor la diferite temperaturi pot realiza măsurarea temperaturii pe distanțe lungi și intervale mari, precum și metode de măsurare indirectă a temperaturii folosind dispozitive intermediare, cum ar fi materiale fluorescente și grătare.

Caracteristicile diferitelor sisteme de măsurare a temperaturii

Sistem de măsurare a temperaturii de expansiune

1. Preț scăzut 2. Operare și citire convenabile 3. Mecanism simplu și ușor de fabricat

1. Precizie scăzută 2. Ușor de deteriorat 3. Nu se poate realiza automatizarea

 

Sistem de măsurare a temperaturii cu termoviziune în infraroșu

1. Măsurarea temperaturii fără contact 2. Ușor de utilizat 3. Cost redus 1. Eroare mare

2. Poate măsura doar temperatura suprafeței. 3. Costul inspecției manuale

 

Sistem wireless de măsurare a temperaturii

1. Instalare ușoară 2. Cost redus

1. Fiabilitate slabă, Transportul bateriilor, Durată de viață scurtă, rată ridicată de alarme false

2. Afectează performanța izolatorilor

3. Volumul mare de senzori afectează disiparea căldurii și prezintă un pericol de siguranță pentru echipamentele primare

 

Sistem de măsurare a temperaturii grătarului Fiber Bragg

1. Poate realiza măsurarea temperaturii cvasi-distribuite, Potrivit pentru măsurarea pe distanțe lungi și pe suprafețe mari

2. Adoptarea tehnologiei cu fibră optică pentru a rezista la interferențele electromagnetice

3. Performanță bună de izolare

1. Sonda senzorului este mare și dificil de instalat

2. Fiabilitate scăzută, grătarul este predispus la desensibilizare și eșec

3. Durată de viață scurtă

4. Nu se poate realiza potrivirea unui singur dulap și afișarea la fața locului

5. Preț scump

Avantajele sistemului de măsurare a temperaturii cu fibră optică fluorescentă

1. Sigur și fiabil, poate realiza calibrarea fără calibrare, cu o consistență bună, Interschimbabilitate, și stabilitate

2. Durată lungă de viață, fără întreținere

3. Sonda are un volum mic și poate pătrunde adânc în punctul fierbinte pentru a obține o monitorizare reală

4. Anti interferențe electromagnetice, performanță bună de izolare

5. Poate realiza afișarea la fața locului, facilitarea integrării în sistemul de operare

6. Instalare ușoară

 

Măsurarea temperaturii de fluorescență transformă semnalele de temperatură în semnale optice bazate pe fenomenul de fotoluminiscență al materialelor fluorescente, și utilizează eficiența ridicată a fibrei optice în transmisia semnalului optic pentru a realiza în mod eficient măsurarea temperaturii în timp real și pe distanțe lungi. Tehnologia de măsurare a fluorescenței cu fibră optică moștenește avantajele tehnologiei de detectare cu fibră optică. Comparativ cu alte tehnologii de măsurare a temperaturii, nu numai că are caracteristicile de rezistență la coroziune, Izolație bună, și dimensiuni mici, dar, de asemenea, reduce eficient interferențele electromagnetice. Între timp, Tehnologia de măsurare a fluorescenței cu fibră optică are, de asemenea, caracteristicile unei durate lungi de viață, fără întreținere, stabilitate bună, și consecvență. În plus, Acest sistem dispune și de afișare în timp real, integrare ușoară în alte sisteme, și instalare convenabilă.

Scenarii de aplicare a sistemului de măsurare a temperaturii cu fibră optică de fluorescență

Tehnologie de măsurare a temperaturii de fluorescență, cu caracteristicile sale de anti-interferență electromagnetică, Dimensiuni mici, răspuns dinamic bun, rezistența la coroziune, distanța mare de transmisie, și pierderi reduse de transmisie, și-a extins treptat domeniile de aplicare la aplicații medicale, cum ar fi terapia de încălzire cu microunde, detectarea temperaturii interne a transformatorului, sau monitorizarea temperaturii stației în medii și cerințe unice sau proprietare, în plus față de monitorizarea și măsurarea temperaturii utilizate în mod obișnuit în producția și viața zilnică. A primit atenție și cercetări din partea cercetătorilor.

Transformatoarele generează o cantitate mare de căldură în timpul funcționării, care pot afecta performanța diferitelor lor componente, ceea ce duce la modificări ale capacității de încărcare a transformatorului, Fiabilitate operațională, și durata de viață. Acum, Transformatoarele imersate în ulei și transformatoarele imersate în ulei sunt utilizate pe scară largă în sistemul de alimentare. Aspectul corpului transformatorului este peretele exterior al rezervorului de ulei, iar interiorul său constă în principal din bobine de înfășurare a transformatorului și ulei de răcire. Structura subțire a sondei fluorescente cu fibră optică permite instalarea și fixarea acesteia pe bobina transformatorului, minimizarea întârzierii de monitorizare a datelor și îmbunătățirea acurateței monitorizării în cea mai mare măsură posibilă.

Monitorizarea temperaturii aparatului de comutație de înaltă tensiune în sistemul de măsurare a temperaturii cu fibră optică fluorescentă

Aparatul de comutație de înaltă tensiune este utilizat în mod obișnuit în situațiile de înaltă tensiune ale sistemului de alimentare pentru a controla comutarea tensiunii. Principalul punct de măsurare a temperaturii aparatului de comutație este îmbinarea de contact, Dar spațiul din această zonă este relativ îngust. Dimensiunea și diametrul sondelor fluorescente cu fibră optică sunt foarte mici. Forma subțire a sondei cu fibră optică îi permite să fie ușor îndoită și introdusă în spații înguste, și apoi fixat în contact cu contactul staționar, care nu afectează funcționarea normală a echipamentului și, prin urmare, este mai sigură. În plus, Tehnologia de măsurare a temperaturii fluorescenței cu fibră optică poate fi aplicată și la mineritul cărbunelui, ulei și alte minerale, precum și depozitarea materiilor prime (cum ar fi petrolul și gazele naturale) în producția industrială care necesită o monitorizare strictă a temperaturii pe termen lung.

Cercetarea tehnologiei de măsurare a temperaturii fluorescenței cu fibră optică este în curs de desfășurare de mulți ani de la înființarea sa, dar odată cu apariția continuă a noilor dispozitive și extinderea domeniilor de aplicare, Cerințele de performanță pentru senzori au crescut, și mai este mult loc de dezvoltare; Pe de altă parte, Noi materiale cu performanțe superioare continuă să apară, iar materialele sensibile cu caracteristici noi ne oferă noi opțiuni, Proiectarea senzorilor se confruntă cu noi concepte. Ca tehnologie promițătoare, Tehnologia de detectare a temperaturii fluorescentei cu fibra optica poate fi aplicata pe scara larga in unele industrii speciale, cum ar fi, monitorizarea echipamentelor electrice de înaltă tensiune, prelucrare metalurgică, și detectarea online a temperaturii în industria aerospațială. Deci, stabilirea unei teorii cuprinzătoare și sistematice a detectării temperaturii de fluorescență prin fibră optică, furnizarea de tehnologii simple și practice, este de mare importanță pentru îmbunătățirea nivelului instrumentelor științifice în acest domeniu în China.

Senzor de temperatură cu fibră optică, Sistem inteligent de monitorizare, Producător de fibră optică distribuită în China