سنسورهای دمای فیبر نوری INNO ,سیستم های مانیتورینگ دما.
اصل از دماسنج فیبر نوری فلورسنت
دماسنج فیبر نوری فلورسنت یک دستگاه اندازه گیری دما بر اساس پدیده فوتولومینسانس مواد فلورسنت است.. در مقایسه با روش های سنتی اندازه گیری ترموکوپل, مزایایی مانند ضد تداخل الکترومغناطیسی دارد, مقاومت در برابر خوردگی, و مقاومت در برابر دما و فشار بالا. این می تواند به تشخیص دما در زمان واقعی در محیط های خارجی خشن تر دست یابد و چشم انداز کاربردی گسترده ای دارد. The fluorescence fiber temperature measurement system developed by Huaguang Tianrui based on fluorescence fiber temperature measurement technology has unique advantages compared to other temperature measurement methods. It deeply explains the working principle of the fluorescence fiber thermometer, analyzes the key factors affecting temperature measurement, and establishes a theoretical basis for the design of the fluorescence fiber thermometer. سپس, طراحی کلی دماسنج فیبر فلورسنت انجام شد, از جمله مسیر نوری, مدار, نرم افزار, ساختار, و الگوریتم. برای بررسی امکان سنجی طرح کلی, یک آزمایش مقایسه ای اندازه گیری دما طراحی شد, و طرح کلی بر اساس داده های واقعی تحلیل و بررسی شد. The fiber optic temperature measurement system has been summarized and discussed, و جهت ها و ایده های آینده برای بهبود اندازه گیری دمای فیبر نوری پیشنهاد شده است.
تکنولوژی از دماسنج فیبر فلورسنت:
(1) Key technologies of optical mechanical structure:
Using a single optical fiber to simultaneously transmit light source signals and fluorescence signals, reducing the volume and fluorescence loss of the fluorescence fiber thermometer;
Using filters to screen excitation light and fluorescence;
Adopting advanced technology to achieve sealing of fluorescent fiber optic probes.
(2) The key technology of demodulation circuit:
Using dynamic adjustment signal input to achieve periodic switching and output power adjustment of the light source, indirectly achieving amplitude adjustment of the sampling signal;
Using correction signals to amplify sampled signals and correct biases;
ساده کردن اجزای مدار و کنترل یکپارچه, پردازش, communication and other functions into chips, که منجر به کوچک سازی دماسنج های فیبر فلورسانس می شود;
Using fitting algorithms to calculate fluorescence lifetime and convert temperature;
برای کاهش خطاها و بهبود دقت نتایج خروجی، نتایج طول عمر فلورسانس را با استفاده از یک الگوریتم فیلتر فیلتر کنید..
طراحی از دماسنج فیبر نوری فلورسنت:
1、 The fluorescence probe part of the optical path adopts advanced technology to replace traditional probe protection schemes, increasing the flexibility and sealing effect of the probe;
2、 مشخصات الکتریکی برخی از اجزاء در دمدولاتور با دما متفاوت است, and a dynamic adjustment signal is added to the circuit to adjust the stability of the signal waveform, دقت شکل موج تعادل و خطا;
3、 بخش پردازش داده یک روش فیلتر ترکیبی برای پردازش داده ها را پیشنهاد می کند, که به طور موثر خطاها را کاهش می دهد و دقت نتایج خروجی را بهبود می بخشد;
4、 بخش نرم افزار با چندین حالت کار و خواندن پارامترها و عملکردهای پیکربندی برای بهبود سازگاری این سیستم طراحی شده است..
Why use اندازه گیری دمای فیبر نوری فلورسنت:
دما یک مقدار مرجع مهم در تولید و زندگی روزانه است, و با پیشرفت مستمر تکنولوژی و توسعه جامعه بشری, مردم به طور فزاینده ای نیاز به دما در تولیدات صنعتی روزانه و زندگی روزمره دارند. در زمینه تولید صنعتی, تولید فولاد, از فرآوری مواد خام, آهن سازی تا ریخته گری قالب, نورد فولادی, و غیره, دارای کنترل دقیق دما. به عنوان مثال, نگهداری و حمل و نقل مواد غذایی تازه در زندگی روزمره, و همچنین نظارت و کنترل دما, تاثیر قابل توجهی بر ایمنی و طعم غذا دارند. بنابراین, اهمیت اندازه گیری دقیق دما بدیهی است. در عین حال, در مواجهه با طبقه بندی الزامات فنی فزاینده تخصصی و اصلاح مستمر شرایط فنی, تجهیزات اندازه گیری مربوطه و طبقه بندی فناوری اندازه گیری نیز در حال افزایش است, و تقاضا برای دستگاههای اندازهگیری دما که برای محیطهای تخصصی مختلف و الزامات ویژه طراحی شدهاند دائماً در حال ظهور است. تحت شرایط خاص و شرایط محیطی شدید, و همچنین نیازهای مختلف مانند پاسخ سریع پویا, اندازه گیری از راه دور, و اندازه گیری چند نقطه ای, اندازه گیری سنتی دما و انتقال سیگنال به طور فزاینده ای برای برآورده کردن شرایط مختلف دشوار شده است, و سختی اجرا نیز افزایش یافته است.
عملکرد اندازه گیری دمای فیبر نوری فلورسانس:
در حال حاضر, تجهیزات اندازه گیری دما سنتی در استفاده در بسیاری از محیط های اندازه گیری خاص دارای مشکلات عملی هستند, مانند محیط سخت نقطه اندازه گیری دما, مانند خوردگی, ولتاژ بالا, فضای باریک, و غیره, یا تداخل الکترومغناطیسی قوی در ناحیه ای که نقطه اندازه گیری در آن قرار دارد, مانند مانیتورینگ دمای موتورها و ترانسفورماتورهای فشار قوی. در پاسخ به مشکلات فوق, اکثر سنسورهای دما جدید باید مزایایی مانند مقاومت تداخل الکترومغناطیسی قوی داشته باشند, عملکرد عایق خوب, پاسخ سریع, و سایز کوچک. با استفاده از مواد و فرآیندهای مختلف جدید, و همچنین کشف روش های جدید اندازه گیری, انواع دستگاه های جدید اندازه گیری دما ظهور کرده اند. یکی از آنها تجهیزات اندازه گیری دما بر اساس فناوری ارتباطی فیبر نوری است.
قبل از تولد فناوری اندازه گیری فلورسانس فیبر نوری, قبلاً تکنیک های مختلف اندازه گیری دما وجود داشت. اولین دماسنج جیوه ای در همان اوایل متولد شد 1714. دماسنج های جیوه ای متعلق به فناوری اندازه گیری انبساط هستند, که از اصل انبساط و انقباض حرارتی استفاده می کند, و فضای اشغال شده توسط حجم جیوه با دماهای مختلف متفاوت است. مقیاس یک دماسنج جیوه ای به وضوح مقدار عددی دما را نشان می دهد. بر اساس این اصل, علاوه بر مایعات, فناوریهای اندازهگیری برای مواد مختلف مانند گازها و فلزات نیز در آینده پدیدار شدهاند. با پیشرفت مداوم تکنولوژی, توسعه شدید الکتریسیته ایده ها و فناوری های اندازه گیری جدیدی را به ارمغان آورده است. تکنولوژی ترموکوپل بر اساس خواص الکتریکی مختلف قطعات الکترونیکی در دماهای مختلف است, و در حال حاضر پرکاربردترین و متنوع ترین فناوری اندازه گیری دما است. علاوه بر این, فن آوری ارتباطات نوری نیز جهت جدیدی را برای اندازه گیری دما نشان داده است. دستگاه های اندازه گیری دمای مادون قرمز که با استفاده از ویژگی های مختلف تابش حرارتی اجسام در دماهای مختلف ساخته شده اند، می توانند اندازه گیری دما را در فواصل طولانی و محدوده های بزرگ انجام دهند., و همچنین روش های غیرمستقیم اندازه گیری دما با استفاده از وسایل میانی مانند مواد فلورسنت و گریتینگ.
Characteristics of various temperature measurement systems
سیستم اندازه گیری دمای انبساط
1. قیمت پایین 2. عملکرد راحت و خواندن 3. مکانیزم ساده و آسان برای ساخت
1. دقت پایین 2. آسان برای آسیب 3. نمی توان به اتوماسیون دست یافت
سیستم اندازه گیری دمای تصویربرداری حرارتی مادون قرمز
1. اندازه گیری دمای غیر تماسی 2. آسان برای استفاده 3. هزینه کم 1. خطای بزرگ
2. فقط می تواند دمای سطح را اندازه گیری کند. 3. هزینه بازرسی دستی
1. نصب آسان 2. هزینه کم
1. قابلیت اطمینان ضعیف, حمل باتری, طول عمر کوتاه, نرخ هشدار کاذب بالا
2. بر عملکرد عایق ها تأثیر می گذارد
3. حجم زیاد حسگرها بر اتلاف گرما تأثیر میگذارد و برای تجهیزات اولیه خطرات ایمنی ایجاد میکند
سیستم اندازه گیری دمای توری فیبر براگ
1. می تواند به اندازه گیری دمای شبه توزیع شده دست یابد, مناسب برای اندازه گیری مسافت های طولانی و مساحت بزرگ
2. اتخاذ فناوری فیبر نوری برای مقاومت در برابر تداخل الکترومغناطیسی
3. عملکرد عایق خوب
1. پروب سنسور بزرگ است و نصب آن دشوار است
2. قابلیت اطمینان پایین, گریتینگ مستعد حساسیت زدایی و شکست است
3. طول عمر کوتاه
4. امکان دستیابی به تطبیق کابینت و نمایش در محل وجود ندارد
5. قیمت گران
Advantages of Fluorescent Fiber Optic Temperature Measurement System
1. ایمن و قابل اعتماد, می تواند بدون کالیبراسیون به دست آورد, با قوام خوب, قابلیت تعویض, و ثبات
2. طول عمر طولانی, بدون تعمیر و نگهداری
3. کاوشگر حجم کمی دارد و می تواند به عمق نقطه داغ نفوذ کند تا به نظارت واقعی برسد
4. ضد تداخل الکترومغناطیسی, عملکرد عایق خوب
5. می تواند به نمایش در محل دست یابد, ادغام آن در سیستم عامل را آسان می کند
6. نصب آسان
Fluorescence temperature measurement technology converts temperature signals into optical signals based on the photoluminescence phenomenon of fluorescent materials, و از راندمان بالای فیبر نوری در انتقال سیگنال نوری برای دستیابی موثر به اندازه گیری دما در زمان واقعی و از راه دور استفاده می کند.. فناوری اندازه گیری فلورسانس فیبر نوری مزایای فناوری سنجش فیبر نوری را به ارث برده است.. در مقایسه با سایر فن آوری های اندازه گیری دما, نه تنها ویژگی های مقاومت در برابر خوردگی را دارد, عایق خوب, و سایز کوچک, بلکه به طور موثر تداخل الکترومغناطیسی را کاهش می دهد. در ضمن, فن آوری اندازه گیری فلورسانس فیبر نوری همچنین دارای ویژگی های طول عمر طولانی است, بدون تعمیر و نگهداری, ثبات خوب, و قوام. علاوه بر این, این سیستم همچنین دارای نمایش زمان واقعی است, ادغام آسان با سیستم های دیگر, و نصب راحت.
Application scenarios of fluorescence fiber optic temperature measurement system
Fluorescence temperature measurement technology, with its characteristics of anti electromagnetic interference, اندازه کوچک, good dynamic response, مقاومت در برابر خوردگی, فاصله انتقال طولانی, and low transmission loss, has gradually expanded its application fields to medical applications such as microwave heating therapy, transformer internal temperature detection, or substation temperature monitoring in unique or proprietary environments and requirements, in addition to temperature monitoring and measurement commonly used in daily production and life. It has received attention and research from scholars.
Transformers generate a large amount of heat during operation, which can affect the performance of their various components, leading to changes in transformer load capacity, قابلیت اطمینان عملیاتی, and lifespan. در حال حاضر, oil immersed transformers and oil immersed transformers are widely used in the power system. The appearance of the transformer body is the outer wall of the oil tank, and its interior mainly consists of transformer winding coils and cooling oil. The slender structure of the fiber optic fluorescent probe allows it to be installed and fixed on the transformer coil, minimizing data monitoring lag and improving monitoring accuracy to the greatest extent possible.
High voltage switchgear is commonly used in power system high-voltage situations to control voltage switching. The main temperature measurement point of the switchgear is the contact joint, but the space in this area is relatively narrow. The size and diameter of fiber optic fluorescent probes are very small. The slender shape of the fiber optic probe allows it to be easily bent and inserted into narrow spaces, and then fixed in contact with the stationary contact, which does not affect the normal operation of the equipment and is therefore safer. علاوه بر این, fiber optic fluorescence temperature measurement technology can also be applied to mining of coal, oil and other minerals, as well as storage of raw materials (such as oil and natural gas) in industrial production that require long-term strict temperature monitoring.
The research on fiber optic fluorescence temperature measurement technology has been ongoing for many years since its inception, but with the continuous emergence of new devices and the expansion of application fields, the performance requirements for sensors have increased, and there is still a lot of room for development; از سوی دیگر, new materials with superior performance continue to emerge, and sensitive materials with new characteristics provide us with new choices, making the design of sensors face new concepts. As a promising technology, fiber optic fluorescence temperature sensing technology can be widely applied in some special industries, such as medical, high-voltage electrical equipment monitoring, metallurgical processing, and online temperature detection in aerospace. بنابراین, establishing a comprehensive and systematic theory of fiber optic fluorescence temperature detection, providing simple and practical technologies, is of great significance for improving the level of scientific instruments in this field in China.
سنسور دمای فیبر نوری, سیستم مانیتورینگ هوشمند, تولید کننده فیبر نوری توزیع شده در چین
 |
 |
 |