لماذا نستخدم قياس درجة حرارة الألياف الضوئية الفلورية لمراقبة المفاتيح الكهربائية

مبدأ ميزان الحرارة الفلورسنت الألياف البصرية

مقياس حرارة الألياف الضوئية الفلوريسنت هو جهاز قياس درجة الحرارة يعتمد على ظاهرة التألق الضوئي للمواد الفلورية. بالمقارنة مع طرق القياس الحرارية التقليدية, لديها مزايا مثل التداخل الكهرومغناطيسي المضاد, مقاومة التآكل, وارتفاع درجة الحرارة ومقاومة الضغط العالي. يمكنه تحقيق الكشف عن درجة الحرارة في الوقت الفعلي في بيئات خارجية أكثر قسوة وله آفاق تطبيق واسعة. يتمتع نظام قياس درجة حرارة الألياف الفلورية الذي طورته Huaguang Tianrui استنادًا إلى تقنية قياس درجة حرارة الألياف الفلورية بمزايا فريدة مقارنة بطرق قياس درجة الحرارة الأخرى. إنه يشرح بعمق مبدأ عمل مقياس حرارة الألياف الفلوري, يحلل العوامل الرئيسية التي تؤثر على قياس درجة الحرارة, ويضع الأساس النظري لتصميم مقياس حرارة الألياف الفلورية. ثم, تم تنفيذ التصميم العام لمقياس حرارة الألياف الفلورية, بما في ذلك المسار البصري, الدائرة, برمجة, بناء, والخوارزمية. للتحقق من جدوى الخطة الشاملة, تم تصميم تجربة مقارنة لقياس درجة الحرارة, وتم تحليل ودراسة الخطة الشاملة بناءً على البيانات الفعلية. تم تلخيص ومناقشة نظام قياس درجة حرارة الألياف الضوئية, وتم اقتراح الاتجاهات والأفكار المستقبلية لتحسين قياس درجة حرارة الألياف الضوئية.

تكنولوجيا مقياس حرارة الألياف الفلورسنت:

(1) التقنيات الرئيسية للهيكل الميكانيكي البصري:

استخدام ألياف بصرية واحدة لنقل إشارات مصدر الضوء وإشارات الفلورسنت في وقت واحد, تقليل حجم وفقدان مضان ميزان الحرارة الألياف مضان;

استخدام المرشحات لفحص ضوء الإثارة والفلورة;

اعتماد التكنولوجيا المتقدمة لتحقيق ختم تحقيقات الألياف الضوئية الفلورسنت.

(2) التكنولوجيا الرئيسية لدائرة إزالة التشكيل:

استخدام إدخال إشارة التعديل الديناميكي لتحقيق التبديل الدوري وتعديل طاقة الإخراج لمصدر الضوء, تحقيق تعديل سعة إشارة أخذ العينات بشكل غير مباشر;

استخدام إشارات التصحيح لتضخيم الإشارات التي تم أخذ عينات منها وتصحيح التحيزات;

تبسيط مكونات الدائرة ودمج التحكم, يعالج, الاتصالات والوظائف الأخرى إلى رقائق, وهو ما يفضي إلى تصغير موازين الحرارة المصنوعة من الألياف الفلورية;

استخدام خوارزميات مناسبة لحساب عمر الفلورسنت وتحويل درجة الحرارة;

قم بتصفية نتائج عمر الفلورة باستخدام خوارزمية التصفية لتقليل الأخطاء وتحسين دقة نتائج الإخراج.

تصميم ميزان الحرارة الفلورسنت الألياف البصرية:

1、 يعتمد جزء مسبار الفلورسنت من المسار البصري تقنية متقدمة لتحل محل أنظمة حماية المسبار التقليدية, زيادة المرونة وتأثير الختم للمسبار;

2、 تختلف الخصائص الكهربائية لبعض المكونات في مزيل التشكيل باختلاف درجة الحرارة, وتتم إضافة إشارة تعديل ديناميكية إلى الدائرة لضبط استقرار شكل موجة الإشارة, توازن دقة الموجي والخطأ;

3、 يقترح قسم معالجة البيانات طريقة تصفية مجمعة لمعالجة البيانات, مما يقلل الأخطاء بشكل فعال ويحسن دقة نتائج المخرجات;

4、 تم تصميم جزء البرنامج بأوضاع عمل متعددة ووظائف قراءة وتكوين المعلمات لتحسين قدرة هذا النظام على التكيف.

لماذا تستخدم قياس درجة حرارة الألياف الضوئية الفلورية:

تعتبر درجة الحرارة كمية مرجعية مهمة في الإنتاج والحياة اليومية, ومع التقدم المستمر للتكنولوجيا وتطور المجتمع البشري, لدى الناس متطلبات عالية بشكل متزايد لدرجة الحرارة في الإنتاج الصناعي اليومي والحياة اليومية. في مجال الإنتاج الصناعي, إنتاج الصلب, من تجهيز المواد الخام, صناعة الحديد لصب القالب, المتداول الصلب, إلخ., لديها رقابة صارمة على درجة الحرارة. على سبيل المثال, حفظ ونقل المواد الغذائية الطازجة في الحياة اليومية, وكذلك مراقبة درجة الحرارة والتحكم فيها, لها تأثير كبير على سلامة الأغذية والذوق. لذلك, أهمية القياس الدقيق لدرجة الحرارة أمر بديهي. في نفس الوقت, في مواجهة تصنيف المتطلبات الفنية المتخصصة بشكل متزايد والتحسين المستمر للشروط الفنية, كما تتزايد أيضًا معدات القياس المقابلة وتصنيف تكنولوجيا القياس, ويتزايد باستمرار الطلب على أجهزة قياس درجة الحرارة المصممة لمختلف البيئات المتخصصة والمتطلبات الخاصة. في ظل ظروف خاصة وظروف بيئية قاسية, فضلا عن متطلبات مختلفة مثل الاستجابة الديناميكية السريعة, القياس عن بعد, وقياس متعدد النقاط, أصبح قياس درجة الحرارة التقليدية ونقل الإشارات أكثر صعوبة لتلبية الظروف الصعبة المختلفة, كما زادت صعوبة التنفيذ.

وظيفة قياس درجة حرارة الألياف الضوئية الفلورية:

في الوقت الحالي, تواجه أجهزة قياس درجة الحرارة التقليدية بعض الصعوبات العملية في الاستخدام في العديد من بيئات القياس الخاصة, مثل البيئة القاسية لنقطة قياس درجة الحرارة, مثل التآكل, الجهد العالي, مساحة ضيقة, إلخ., أو التداخل الكهرومغناطيسي القوي في المنطقة التي تقع فيها نقطة القياس, مثل مراقبة درجة حرارة المحركات ومحولات الجهد العالي. ردا على الصعوبات المذكورة أعلاه, تحتاج معظم أجهزة استشعار درجة الحرارة الجديدة إلى مزايا مثل مقاومة التداخل الكهرومغناطيسي القوية, أداء عزل جيد, استجابة سريعة, وحجم صغير. مع تطبيق مختلف المواد والعمليات الجديدة, وكذلك استكشاف طرق قياس جديدة, ظهرت مجموعة متنوعة من أجهزة قياس درجة الحرارة الجديدة. أحدها هو معدات قياس درجة الحرارة المعتمدة على تكنولوجيا اتصالات الألياف الضوئية.

قبل ولادة تكنولوجيا قياس مضان الألياف الضوئية, كانت هناك بالفعل تقنيات مختلفة لقياس درجة الحرارة. وُلد أول مقياس حرارة زئبقي في وقت مبكر 1714. تنتمي موازين الحرارة الزئبقية إلى تقنية قياس التمدد, والذي يستخدم مبدأ التمدد الحراري والانكماش, وتختلف المساحة التي يشغلها حجم الزئبق باختلاف درجات الحرارة. يعرض مقياس مقياس الحرارة الزئبقي بوضوح القيمة العددية لدرجة الحرارة. وبناء على هذا المبدأ, بالإضافة إلى السوائل, كما ظهرت في المستقبل تقنيات القياس للمواد المختلفة مثل الغازات والمعادن. مع التقدم المستمر للتكنولوجيا, لقد جلب التطور القوي للكهرباء أفكارًا وتقنيات قياس جديدة. تعتمد تقنية المزدوجات الحرارية على الخصائص الكهربائية المختلفة للمكونات الإلكترونية عند درجات حرارة مختلفة, وهي حاليًا تقنية قياس درجة الحرارة الأكثر استخدامًا وتنوعًا. فضلاً عن ذلك, أشارت تكنولوجيا الاتصالات البصرية أيضًا إلى اتجاه جديد لقياس درجة الحرارة. أجهزة قياس درجة الحرارة بالأشعة تحت الحمراء المصنوعة باستخدام الخصائص المختلفة للإشعاع الحراري للأجسام عند درجات حرارة مختلفة يمكنها تحقيق قياس درجة الحرارة على مسافات طويلة ونطاقات كبيرة, وكذلك طرق قياس درجة الحرارة غير المباشرة باستخدام الأجهزة الوسيطة مثل المواد الفلورية والشبكات.

خصائص أنظمة قياس درجات الحرارة المختلفة

نظام قياس درجة حرارة التوسع

1. سعر منخفض 2. عملية مريحة والقراءة 3. آلية تصنيع بسيطة وسهلة

1. دقة منخفضة 2. من السهل أن تتلف 3. لا يمكن تحقيق الأتمتة

 

نظام قياس درجة الحرارة بالتصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء

1. قياس درجة حرارة عدم الاتصال 2. سهل الاستخدام 3. تكلفة منخفضة 1. خطأ كبير

2. يمكن قياس درجة حرارة السطح فقط. 3. تكلفة الفحص اليدوي

 

نظام قياس درجة الحرارة اللاسلكي

1. تركيب سهل 2. تكلفة منخفضة

1. موثوقية ضعيفة, تحمل البطاريات, عمر قصير, ارتفاع معدل الإنذارات الكاذبة

2. يؤثر على أداء العوازل

3. يؤثر الحجم الكبير لأجهزة الاستشعار على تبديد الحرارة ويشكل خطرًا على سلامة المعدات الأساسية

 

نظام قياس درجة حرارة شبكة الألياف Bragg

1. يمكنه تحقيق قياس درجة الحرارة شبه الموزعة, مناسبة لقياس المسافات الطويلة والمساحة الكبيرة

2. اعتماد تقنية الألياف الضوئية لمقاومة التداخل الكهرومغناطيسي

3. أداء العزل الجيد

1. مسبار المستشعر كبير الحجم ويصعب تثبيته

2. موثوقية منخفضة, صريف عرضة للحساسية والفشل

3. عمر قصير

4. غير قادر على تحقيق مطابقة خزانة واحدة وعرضها في الموقع

5. سعر باهظ الثمن

مزايا نظام قياس درجة حرارة الألياف الضوئية الفلورية

1. آمنة وموثوقة, يمكن تحقيق المعايرة مجانا, مع اتساق جيد, قابلية التبادل, والاستقرار

2. عمر طويل, صيانة مجانية

3. يتمتع المسبار بحجم صغير ويمكنه اختراق النقطة الساخنة لتحقيق مراقبة حقيقية

4. مكافحة التدخل الكهرومغناطيسي, أداء عزل جيد

5. يمكنها تحقيق العرض في الموقع, مما يجعل من السهل الاندماج في نظام التشغيل

6. تركيب سهل

 

قياس درجة حرارة الإسفار تقوم التكنولوجيا بتحويل إشارات درجة الحرارة إلى إشارات ضوئية بناءً على ظاهرة التألق الضوئي للمواد الفلورية, ويستخدم الكفاءة العالية للألياف الضوئية في نقل الإشارات الضوئية لتحقيق قياس درجة الحرارة في الوقت الحقيقي وعلى مسافة طويلة بشكل فعال. ترث تقنية قياس مضان الألياف الضوئية مزايا تقنية استشعار الألياف الضوئية. بالمقارنة مع تقنيات قياس درجة الحرارة الأخرى, ليس فقط لديه خصائص المقاومة للتآكل, عزل جيد, وحجم صغير, ولكن أيضًا يقلل بشكل فعال من التداخل الكهرومغناطيسي. في أثناء, تتميز تقنية قياس مضان الألياف الضوئية أيضًا بخصائص العمر الطويل, صيانة مجانية, استقرار جيد, والاتساق. فضلاً عن ذلك, يتميز هذا النظام أيضًا بعرض في الوقت الفعلي, سهولة الاندماج في الأنظمة الأخرى, وتركيب مريح.

سيناريوهات تطبيق نظام قياس درجة حرارة الألياف الضوئية الفلورية

تكنولوجيا قياس درجة الحرارة الإسفار, مع خصائصه المضادة للتداخل الكهرومغناطيسي, حجم صغير, استجابة ديناميكية جيدة, مقاومة التآكل, مسافة انتقال طويلة, وانخفاض فقدان الإرسال, قامت بتوسيع مجالات تطبيقها تدريجيًا لتشمل التطبيقات الطبية مثل العلاج بتسخين الميكروويف, كشف درجة الحرارة الداخلية للمحول, أو مراقبة درجة حرارة المحطة الفرعية في بيئات ومتطلبات فريدة أو خاصة, بالإضافة إلى مراقبة وقياس درجة الحرارة المستخدمة عادة في الإنتاج والحياة اليومية. وقد حظي باهتمام وبحث من العلماء.

تولد المحولات كمية كبيرة من الحرارة أثناء التشغيل, والتي يمكن أن تؤثر على أداء مكوناتها المختلفة, مما يؤدي إلى تغييرات في قدرة تحميل المحولات, الموثوقية التشغيلية, وعمر. في الوقت الحالي, تستخدم المحولات المغمورة بالزيت والمحولات المغمورة بالزيت على نطاق واسع في نظام الطاقة. مظهر جسم المحول هو الجدار الخارجي لخزان الزيت, ويتكون الجزء الداخلي بشكل أساسي من ملفات لف المحولات وزيت التبريد. يسمح الهيكل النحيف لمسبار الألياف الضوئية الفلوري بتركيبه وتثبيته على ملف المحول, تقليل تأخر مراقبة البيانات وتحسين دقة المراقبة إلى أقصى حد ممكن.

مراقبة درجة حرارة مجموعة المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي في نظام قياس درجة حرارة الألياف الضوئية الفلورية

تُستخدم المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي بشكل شائع في حالات الجهد العالي لنظام الطاقة للتحكم في تبديل الجهد. نقطة قياس درجة الحرارة الرئيسية لمجموعة المفاتيح الكهربائية هي وصلة الاتصال, لكن المساحة في هذه المنطقة ضيقة نسبياً. حجم وقطر مجسات الألياف الضوئية الفلورية صغير جدًا. يتيح الشكل النحيف لمسبار الألياف الضوئية ثنيه بسهولة وإدخاله في المساحات الضيقة, ومن ثم إصلاحها في اتصال مع جهة الاتصال الثابتة, والتي لا تؤثر على التشغيل العادي للمعدات وبالتالي فهي أكثر أمانًا. فضلاً عن ذلك, يمكن أيضًا تطبيق تكنولوجيا قياس درجة حرارة مضان الألياف الضوئية في تعدين الفحم, النفط والمعادن الأخرى, وكذلك تخزين المواد الخام (مثل النفط والغاز الطبيعي) في الإنتاج الصناعي الذي يتطلب مراقبة صارمة لدرجة الحرارة على المدى الطويل.

البحث عن تكنولوجيا قياس درجة حرارة مضان الألياف الضوئية مستمر منذ سنوات عديدة منذ بدايته, ولكن مع استمرار ظهور الأجهزة الجديدة وتوسيع مجالات التطبيق, زادت متطلبات الأداء لأجهزة الاستشعار, ولا يزال هناك مجال كبير للتطوير; على الجانب الآخر, تستمر المواد الجديدة ذات الأداء المتفوق في الظهور, والمواد الحساسة ذات الخصائص الجديدة توفر لنا خيارات جديدة, مما يجعل تصميم أجهزة الاستشعار يواجه مفاهيم جديدة. كتقنية واعدة, يمكن تطبيق تكنولوجيا استشعار درجة حرارة مضان الألياف الضوئية على نطاق واسع في بعض الصناعات الخاصة, مثل الطبية, مراقبة المعدات الكهربائية ذات الجهد العالي, معالجة المعادن, والكشف عن درجة الحرارة عبر الإنترنت في الفضاء الجوي. لذلك, إنشاء نظرية شاملة ومنهجية للكشف عن درجة حرارة الألياف الضوئية, توفير تقنيات بسيطة وعملية, له أهمية كبيرة لتحسين مستوى الأدوات العلمية في هذا المجال في الصين.

مستشعر درجة حرارة الألياف الضوئية, نظام مراقبة ذكي, الشركة المصنعة للألياف الضوئية الموزعة في الصين