Capteurs de température à fibre optique Fibre M-INNO

Application du capteur de température à fibre Fibre M pour la surveillance de la température dans des environnements à haute température et difficiles

1、 Modèles courants de capteurs de température à fibre optique Fibre M

Les capteurs de température à fibre Fibre M peuvent avoir plusieurs modèles pour s'adapter à différents scénarios d'application.. Sur le marché actuel, certains modèles de capteurs de température à fibre optique ont leurs propres paramètres de performance et plages applicables. Par exemple, modèle AF28- OPTIQUE3000X2 (numéro de stock: M241812）1， Il utilise une fibre optique multimode pour fournir une isolation haute tension, et son boîtier est en acier inoxydable, qui peut répondre aux exigences d'installation des environnements industriels. L'interface de ce modèle de capteur est l'interface à fibre optique ST, facile à installer et offrant des performances anti-interférences élevées. Total, il est très approprié pour fonctionner dans des environnements difficiles. Sa plage de mesure de température est -55 °C -+125 °C, avec une erreur de mesure de température inférieure ou égale à 0.5 ℃ dans toute la gamme. La résolution de la mesure de la température est de ± 0.1 °C, le cycle de mesure de la température est 45 Secondes, la plage de température de la sonde est -100 °C -+260 °C, la longueur de la fibre est inférieure ou égale à 50 m (Fibre multimode), la méthode d'interface est l'interface ST, la durée de vie de la batterie est 4.5 années, la température de fonctionnement est -40 °C -+80 °C, et la taille de la sonde est 8 (diamètre) mm × 200 (longueur) mm. De plus,, il y a l'AF28-optic3000 (numéro de bibliothèque: M178113) modèle Capteur de température à fibre optique 2, qui a une précision de température de ± 0.5 °C, une interface fibre optique SC, une plage de mesure de température de -40 °C -+125 ℃ ou -40-+200 °C (sélectionnable par l'utilisateur), une résolution de température de 12 morceaux (0.0625 °C), et une vitesse de mesure de température de 10 secondes ou 45 Secondes (sélectionnable par l'utilisateur). Ces différents modèles peuvent surveiller la température pour différentes conditions de fonctionnement sous leurs paramètres respectifs.

2、 Caractéristiques et exigences de la surveillance de la température dans des environnements à haute température et difficiles

（1） Caractéristiques de la surveillance de la température dans des environnements à haute température et difficiles
Complexité environnementale
Dans des environnements à haute température et difficiles, plusieurs facteurs complexes sont souvent impliqués. Par exemple, autour de certains fours industriels, en plus des températures élevées, il peut également y avoir des polluants tels que des poussières et des gaz corrosifs. Près du four d’une fonderie d’acier, une grande quantité de particules de poussière est émise dans l'environnement avec l'air chaud, qui peut s'adsorber sur le capteur de température et interférer avec son fonctionnement normal. Entre-temps, avec les réactions chimiques au cours du processus métallurgique, des gaz corrosifs tels que le dioxyde de soufre sont produits, présentant un risque de corrosion des capteurs de température.
Les fuites et la volatilisation des matières premières chimiques sont courantes dans les environnements de production chimique à haute température. Par exemple, après la fuite de matières premières chimiques acides ou alcalines, l'acidité et l'alcalinité du milieu environnant changeront, qui a différents degrés d'impact sur le matériau de la coque et les composants internes des capteurs de température, et peut entraîner des problèmes tels que la corrosion de la coque du capteur et des courts-circuits internes.
Grande amplitude de variation de température
La plage de fluctuation de température dans les environnements à haute température peut être très large. Prendre l'exemple de l'environnement d'essais de moteurs dans le domaine aérospatial, la température augmente rapidement de la température ambiante à des milliers de degrés Celsius pendant le démarrage et le fonctionnement du moteur. A la chambre de combustion du moteur, la température peut atteindre environ 2000-3000 °C, à l'extérieur du corps du moteur, la température peut être proche de la température ambiante. Une telle différence de température impose des exigences élevées en matière d'adaptabilité des équipements de surveillance de la température..
Dans certains fours à haute température, la température à l'intérieur du four doit être contrôlée avec précision entre plusieurs centaines de degrés et plus de mille degrés pendant la cuisson de la céramique. De l'étape de préchauffage du four aux différentes étapes de cuisson, l'augmentation de la température et la stabilité doivent être strictement surveillées, avec des changements de température allant de dizaines de degrés Celsius à des milliers de degrés Celsius, et des mesures de haute précision doivent être maintenues sous des changements aussi importants.
Des facteurs interférents sont présents
Les environnements à haute température sont généralement accompagnés de fortes interférences de champs électromagnétiques. Dans l'atelier de soudage pour la production d'équipements électriques, l'équipement de soudage génère de puissants champs électromagnétiques pendant son fonctionnement. Par exemple, pendant le soudage à l'arc, l'intensité du courant est élevée, et le champ électromagnétique généré peut interférer avec les lignes de communication des capteurs de température électroniques ordinaires, affectant l’exactitude de leur transmission de données. Pour capteurs de température à fibre optique, bien qu'ils aient une certaine résistance aux interférences électromagnétiques, ils doivent également faire face à d'éventuelles interférences provenant d'autres sources électromagnétiques dans cet environnement de champ électromagnétique puissant..
Dans certains environnements spéciaux à haute température tels que près des réacteurs nucléaires, en plus des températures élevées et des radiations nucléaires, il y aura également de forts champs magnétiques. Ce champ magnétique puissant peut altérer l'état de fonctionnement des composants sensibles au champ magnétique dans certains capteurs.. Si la conception des capteurs de température ne prend pas pleinement en compte ce facteur, des erreurs de mesure peuvent facilement se produire.

（2） Exigences relatives à la surveillance de la température dans des environnements à haute température et difficiles
Résistance aux hautes températures
Les capteurs doivent être capables de résister à des températures extrêmes dans des environnements à haute température. Si le capteur lui-même ne résiste pas aux températures élevées, il est facilement endommagé dans les environnements à haute température. Par exemple, dans une fonderie de verre, la température à l'intérieur du four peut atteindre environ 1600 °C, et les capteurs doivent être exposés directement ou indirectement à de tels environnements à haute température. Leurs matériaux doivent pouvoir conserver des propriétés physiques et chimiques stables à cette température. Cela nécessite les matériaux structurels du capteur, tels que le boîtier et les éléments de détection internes, être fabriqué à partir de matériaux spéciaux haute température. Par exemple, utiliser des matériaux résistants aux hautes températures tels que la céramique et les alliages haute température comme capots de protection externes pour les capteurs ou comme supports pour les composants de détection clés internes.
haute fiabilité
En raison de la difficulté de maintenance des équipements à haute température et dans des environnements difficiles, les capteurs de température doivent avoir une grande fiabilité. Cela signifie que la probabilité de défaillance du capteur lors d'un fonctionnement à long terme est très faible., et il peut mesurer la température de manière continue et stable. Par exemple, dans la recherche scientifique à proximité des sources hydrothermales des grands fonds, les capteurs peuvent devoir fonctionner en continu pendant des mois, voire des années à haute température, à haute pression, et environnements sous-marins très corrosifs. La température du fluide hydrothermal sous-marin peut y dépasser 300 °C. Si les capteurs fonctionnent fréquemment mal, cela entraînera non seulement la perte de données de recherche, mais peut également entraîner d'énormes pertes économiques et des risques pour la sécurité dans certaines installations de recherche scientifique spéciales. Le processus de conception et de fabrication des capteurs doit donc être extrêmement précis., et la structure du circuit interne ou du chemin optique doit subir des tests de stabilité stricts.
haute précision
Dans des environnements à haute température et difficiles, de nombreux processus de production industrielle nécessitent une précision extrêmement élevée dans le contrôle de la température. Prendre comme exemple le processus de photolithographie dans la fabrication de puces semi-conductrices, même de petits changements de température peuvent affecter la vitesse de réaction chimique de la résine photosensible et la précision des modèles de copeaux. Ce processus nécessite un contrôle des erreurs de température dans une plage de ± 1 ℃ dans un environnement de plusieurs centaines de degrés Celsius. Les capteurs de température doivent donc être capables de fournir des mesures de haute précision pour garantir la qualité des produits en production ou en expérimentation.. Cela nécessite que le principe de mesure et l'algorithme d'étalonnage du capteur soient très précis.. Par exemple, les capteurs de température à fibre optique utilisent des principes optiques pour améliorer la précision de la mesure de la température grâce à une détection précise de la longueur d'onde ou à une mesure de l'intensité lumineuse.
Bonne capacité anti-interférence
Comme mentionné plus tôt, il existe divers facteurs d'interférence dans les environnements à haute température et difficiles. Les capteurs doivent avoir une bonne capacité anti-interférence pour résoudre ces problèmes. Par exemple, dans l'environnement de traitement à haute température des équipements de chauffage RF, Les signaux RF peuvent interférer avec les appareils électroniques environnants. Les capteurs doivent être capables d'obtenir avec précision des informations sur la température sous de fortes interférences radio.. Pour capteurs de température à fibre optique, ils ont un avantage naturel pour résister aux interférences électromagnétiques, mais leur conception doit également éviter l'influence d'autres sources d'interférences, comme l'utilisation d'une couche protectrice spéciale de fibre optique pour résister aux fuites de lumière et au mélange de lumière parasite externe, tout en optimisant le circuit de traitement du signal interne pour améliorer la capacité de filtrage des signaux d'interférence.

3、 Cas d'application du capteur de température à fibre optique Fibre M à haute température et dans un environnement difficile

Industrie pétrochimique
Dans les unités de raffinage de produits pétrochimiques, il existe de nombreux réacteurs et pipelines à haute température. Par exemple, dans le processus de distillation du pétrole brut, la température interne de la tour de distillation peut atteindre 300-400 °C. Des capteurs de température à fibre optique Fibre M peuvent être installés à l'intérieur du réacteur ou à l'extérieur du pipeline pour surveiller la température en temps réel.. Grâce à sa résistance à la corrosion, résistance aux hautes températures, et résistance aux interférences électromagnétiques, il peut fonctionner de manière stable pendant longtemps dans des environnements remplis de pétrole et de gaz, températures élevées, et risques de corrosion. En surveillant avec précision la température, le processus de distillation du pétrole brut peut être mieux contrôlé, améliorer la qualité et le rendement des produits pétroliers. Si des capteurs de température électroniques traditionnels sont utilisés, l'environnement pétrolier et gazier peut présenter un risque d'explosion, et les composants électroniques sont facilement corrodés et endommagés. En revanche, les capteurs de température à fibre optique ont une sécurité et une fiabilité plus élevées.
Domaine aérospatial
Dans les essais et le contrôle de fonctionnement des moteurs d'avions, la température autour des aubes de turbine à l'intérieur du moteur est extrêmement élevée. Par exemple, à la sortie de la chambre de combustion d'un moteur à réaction haute performance, la température du gaz peut dépasser 2000 °C. Les capteurs de température à fibre optique Fibre M peuvent mesurer la température à proximité des lames à des températures aussi élevées, fournir des données de température précises pour l'évaluation et l'optimisation des performances du moteur. En raison de la complexité de l’environnement d’exploitation des équipements aérospatiaux, y compris un flux d'air à grande vitesse, fort rayonnement électromagnétique, etc., la petite taille, haute capacité anti-interférence, et la résistance aux températures élevées des capteurs à fibre optique en font des dispositifs de surveillance de la température idéaux. Dans le processus de fabrication de structures en matériaux composites pour avions, les processus de séchage et de durcissement doivent être effectués dans un environnement à haute température. Les capteurs de température à fibre optique peuvent surveiller avec précision la température pour garantir la qualité des matériaux composites.
industrie métallurgique
Pendant le processus de fusion dans un four à acier, la température à laquelle le métal à l'intérieur du four fond peut atteindre 1500-1600 °C. Les capteurs de température à fibre optique Fibre M peuvent s'adapter à de tels environnements à haute température et surveiller la température à l'intérieur du four en temps réel. En raison de la présence d'une grande quantité de poussière, vibration, et interférences électromagnétiques dans l'atelier de fusion, la méthode de mesure sans contact, capacité anti-interférence, et la résistance à haute température des capteurs à fibre optique leur permettent de fonctionner de manière stable. Une surveillance précise de la température aide à contrôler les réactions chimiques dans le processus de fabrication de l'acier et à améliorer la qualité de l'acier.. Pendant le processus de laminage du métal, la température de surface du laminoir à haute température doit également être contrôlée avec précision. Des capteurs de température à fibre optique peuvent être installés à proximité du laminoir pour fournir des données de température permettant d'optimiser le processus de laminage..