Что такое термометр с флуоресцентным волокном

Волоконно-оптический датчик температуры, Интеллектуальная система мониторинга, Производитель распределенного оптоволокна в Китае

Принцип работы Флуоресцентный волоконно-оптический термометр

Флуоресцентный волоконно-оптический термометр представляет собой прибор для измерения температуры, основанный на явлении фотолюминесценции флуоресцентных материалов. По сравнению с традиционными методами измерения термопар, Он имеет такие преимущества, как защита от электромагнитных помех, коррозионная стойкость, и устойчивость к высоким температурам и высокому давлению. Он может определять температуру в режиме реального времени в более суровых внешних условиях и имеет широкие перспективы применения. The current development status of fluorescence fiber optic temperature measurement technology at home and abroad is described, and the unique advantages of fluorescence fiber optic temperature measurement technology compared to other temperature measurement methods are elaborated. By introducing the working principle of fluorescence fiber optic temperature measurement instrument and analyzing the key factors affecting temperature measurement, a theoretical basis is established for the design of fluorescence fiber optic temperature measurement instrument. Тогда, Был выполнен общий дизайн термометра из флуоресцентного волокна, в том числе оптический тракт, контур, программное обеспечение, структура, и алгоритм. Проверить выполнимость общего плана, Разработан сравнительный эксперимент по измерению температуры, и общий план был проанализирован и изучен на основе фактических данных. Были обобщены и обсуждены оптоволоконная система измерения температуры, предложены дальнейшие направления и идеи по совершенствованию измерения температуры оптоволокна.

Технология Термометр с флуоресцентным волокном:

(1) The key technologies of optical mechanical structure include: using a single optical fiber to simultaneously transmit light source signals and fluorescence signals, reducing the volume and fluorescence loss of fluorescence fiber thermometers; Using multiple filters to screen excitation light and fluorescence; Using high-temperature melting technology to achieve sealing of fluorescent fiber optic probes.

(2) The key technology of demodulation circuit includes: using rectangular wave signal and voltage dynamic adjustment signal as two inputs to achieve periodic switching of light source and output power adjustment, indirectly achieving amplitude adjustment of sampling signal; Using differential amplification circuits and differential correction signals to amplify sampling signals and correct biases; Упрощение компонентов схемы и интеграция управления, обработка, communication and other functions into one chip, что способствует миниатюризации флуоресцентных волоконных термометров; Adopting the least squares fitting algorithm and using voltage signals instead of light signals to calculate fluorescence lifetime and convert temperature; Фильтрация результатов времени жизни флуоресценции с помощью алгоритма фильтрации для уменьшения количества ошибок и повышения точности выходных результатов.
Проектирование Флуоресцентный волоконно-оптический термометр:

 

1、 The fluorescent probe part of the optical path adopts high-temperature melting sealing instead of traditional probe protection schemes such as metal protective covers or heat shrink tubes, which increases the flexibility and sealing effect of the probe;

2、 Электрические характеристики некоторых компонентов демодулятора изменяются в зависимости от температуры. To reduce the impact of this part on signal demodulation, a dynamic adjustment signal is added to the circuit to adjust the stability of the signal waveform, Точность и погрешность балансировки осциллограммы;

3、 В разделе Обработка данных предложен метод комбинированной фильтрации для обработки данных, что эффективно снижает количество ошибок и повышает точность выводимых результатов;

4、 Программная часть разработана с несколькими режимами работы и функциями чтения параметров и настройки для улучшения адаптируемости этой системы.

Why use fluorescent Оптоволоконное измерение температуры:
Температура является важной эталонной величиной в повседневном производстве и жизни, и с постоянным прогрессом технологий и развитием человеческого общества, Люди предъявляют все более высокие требования к температуре в повседневном промышленном производстве и повседневной жизни. В сфере промышленного производства, Производство стали, от переработки сырья, От чугуноплавления до литья в формы, стальной прокат, и так далее., имеет строгий температурный режим. Например, Сохранение и транспортировка свежих продуктов в повседневной жизни, а также мониторинг и контроль температуры, оказывают значительное влияние на безопасность и вкус пищевых продуктов. Следовательно, Важность точного измерения температуры очевидна. В то же время, в условиях все более специализированной классификации технических требований и постоянного уточнения технических условий, Также увеличивается классификация соответствующего измерительного оборудования и измерительной техники, И постоянно возникает спрос на приборы для измерения температуры, предназначенные для различных специализированных сред и особых требований. При особых обстоятельствах и экстремальных условиях окружающей среды, а также различные требования, такие как быстрый динамический отклик, дистанционное измерение, и многоточечное измерение, Традиционное измерение температуры и передача сигнала становятся все более сложными для удовлетворения различных сложных условий, И сложность реализации также возросла.

 

Функция измерения температуры флуоресцентного волокна:

Сейчас, Традиционное оборудование для измерения температуры имеет некоторые практические трудности при использовании во многих специальных измерительных средах, такие как суровые условия точки измерения температуры, такие как коррозия, высокое напряжение, узкое пространство, и так далее., или сильные электромагнитные помехи в зоне, где находится точка измерения, такие как контроль температуры двигателей и высоковольтных трансформаторов. В ответ на вышеуказанные трудности, Большинство новых датчиков температуры должны обладать такими преимуществами, как высокая устойчивость к электромагнитным помехам, хорошие изоляционные характеристики, быстрое срабатывание, и небольшие размеры. С применением различных новых материалов и процессов, а также изучение новых методов измерения, Появилось множество новых приборов для измерения температуры. Одним из них является оборудование для измерения температуры на основе технологии волоконно-оптической связи.

 

До появления технологии измерения флуоресценции оптоволокна, Уже существовали различные методики измерения температуры. Первый ртутный термометр появился на свет еще 1714. Ртутные термометры относятся к технологии измерения расширения, который использует принцип теплового расширения и сжатия, А пространство, занимаемое объемом ртути, меняется при разных температурах. Шкала ртутного термометра наглядно отображает числовое значение температуры. Исходя из этого принципа, в дополнение к жидкостям, В будущем также появятся технологии измерения для различных материалов, таких как газы и металлы. С постоянным развитием технологий, Бурное развитие электроэнергетики принесло с собой новые идеи и технологии измерения. Технология термопар основана на различных электрических свойствах электронных компонентов при разных температурах, и в настоящее время является наиболее широко используемой и разнообразной технологией измерения температуры. В дополнение, Технология оптической связи также указала на новое направление измерения температуры. Инфракрасные приборы для измерения температуры, изготовленные с использованием различных характеристик теплового излучения объектов при различных температурах, позволяют измерять температуру на больших расстояниях и больших расстояниях, а также косвенные методы измерения температуры с использованием промежуточных приборов, таких как флуоресцентные материалы и решетки.

 

Characteristics of temperature measurement system

Система измерения температуры расширения

1. Низкая цена 2. Удобное управление и чтение 3. Простой и удобный в изготовлении механизм

1. Низкая точность 2. Легко повреждается 3. Не удается добиться автоматизации

Инфракрасная тепловизионная система измерения температуры

1. Бесконтактное измерение температуры 2. Простота в использовании 3. Низкая стоимость 1. Большая погрешность

2. Может измерять только температуру поверхности. 3. Стоимость ручного осмотра

Беспроводная система измерения температуры

1. Простая установка 2. Низкая стоимость

1. Низкая надежность, Переноска батареек, Короткий срок службы, высокий процент ложных тревог

2. Влияет на эксплуатационные характеристики изоляторов

3. Большой объем датчиков влияет на рассеивание тепла и представляет угрозу безопасности основного оборудования

Система измерения температуры волоконной брэгговской решетки

1. Он может обеспечить квазираспределенное измерение температуры, Подходит для измерения на больших расстояниях и больших площадях

2. Внедрение оптоволоконной технологии для защиты от электромагнитных помех

3. Хорошие изоляционные характеристики

 

1. Щуп датчика большой и сложный в установке

2. Низкая надежность, Решетчатые решетки подвержены десенсибилизации и разрушению

3. Короткий срок службы

4. Невозможно обеспечить согласование одного шкафа и дисплей на месте

5. Дорогая цена

Преимущества флуоресцентной волоконно-оптической системы измерения температуры

1. Безопасно и надежно, Может быть достигнут без калибровки, с хорошей консистенцией, взаимозаменяемость, и стабильность

2. Длительный срок службы, Не требует обслуживания

3. Зонд имеет небольшой объем и может проникать глубоко в горячую точку для достижения истинного мониторинга

4. Защита от электромагнитных помех, хорошие изоляционные характеристики

5. Он может быть реализован на месте, что упрощает интеграцию в операционную систему

6. Простая установка

Fluorescence temperature measurement technology converts temperature signals into optical signals based on the photoluminescence phenomenon of fluorescent materials, и использует высокую эффективность оптического волокна при передаче оптического сигнала для эффективного измерения температуры в режиме реального времени и на большие расстояния. Технология измерения флуоресценции в оптоволоконном точке унаследовала преимущества технологии оптоволоконного зондирования. По сравнению с другими технологиями измерения температуры, Он не только обладает характеристиками коррозионной стойкости, хорошая теплоизоляция, и небольшие размеры, но также эффективно снижает электромагнитные помехи. Тем временем, Технология измерения флуоресценции по оптоволокну также отличается длительным сроком службы, Не требует обслуживания, хорошая стабильность, и постоянство. В дополнение, Эта система также оснащена дисплеем в реальном времени, Простая интеграция в другие системы, и удобная установка.