Capteurs de température à fibre optique INNO ,systèmes de surveillance de la température.
Le meilleur mesure de température par fibre optique fluorescente l'appareil doit avoir les caractéristiques d'une large gamme d'applications, sécurité intrinsèque, résistance à haute tension, résistance aux interférences électromagnétiques, isolation, haute précision, performances stables, longue durée de vie, etc.. Il convient à diverses applications industrielles et scientifiques telles que la surveillance des équipements électriques et la mesure des environnements difficiles.. Il peut surveiller la température en temps réel, fournir des données précises, et dispose de fonctions d'alarme et d'avertissement pour garantir un fonctionnement stable dans des environnements complexes.
1、 Aperçu de Mesure de température par fibre optique fluorescente
Appareil
L'appareil de mesure de la température à fibre optique fluorescente est un appareil qui utilise les caractéristiques de fluorescence pour mesurer la température.. Il est principalement composé de fibres optiques multimodes et d'objets fluorescents installés dessus. Cet appareil a une large gamme d'applications dans divers domaines, tels que la mesure de la température des instruments haute tension dans les équipements électriques, systèmes de diagnostic moteur, et mesure de la température entre les enroulements du transformateur; Mesure de température dans les procédés chimiques tels que les environnements hautement corrosifs ou les procédés de traitement électrochimique, et mesure sûre de la température sous chauffage par rayonnement micro-ondes; Les domaines de la biologie et de la médecine, comme la mesure de la température lors d'interventions chirurgicales et la recherche sur les réponses physiologiques sous rayonnement électromagnétique, jouer un rôle important.
2、 Principe de fonctionnement de dispositif de mesure de température à fibre optique fluorescente
Le principe de fonctionnement du dispositif de mesure de température à fibre optique fluorescente est basé sur les propriétés optiques des substances fluorescentes. When a fluorescent substance is excited by specific wavelength light radiation, it can produce a visible spectrum, also known as fluorescence. After stopping the irradiation, the fluorescence gradually disappears, and the gradually disappearing fluorescence is called afterglow. The decay time constant of fluorescent afterglow is a single value function of temperature, usually the higher the temperature, the smaller the time constant. As long as the value of the time constant is measured, the temperature can be calculated. Spécifiquement, fluorescent substances emit fluorescence energy upon excitation by light of a certain wavelength (spectre d'excitation). After the incentive is removed, the persistence of fluorescence afterglow depends on factors such as the characteristics of the fluorescent substance and environmental temperature. Cette fluorescence excitée décroît généralement de façon exponentielle, la constante de temps de décroissance étant la durée de vie de la fluorescence ou le temps de rémanence de la fluorescence (ns). Le détecteur peut mesurer avec précision la température ambiante de la sonde et assurer une surveillance et une alarme en mesurant la durée de vie de la fluorescence..
3、 Facteurs affectant les performances des appareils de mesure de température à fibre optique fluorescente
3.1 Caractéristiques des substances fluorescentes
Stabilité de la relation de dépendance à la température
La stabilité de la dépendance de la durée de vie de la fluorescence à la température affecte directement la précision des mesures. Si cette relation est instable, il y aura des écarts dans la correspondance entre le temps de rémanence de fluorescence et la température à différentes températures, conduisant à des erreurs de mesure. Par exemple, in some precision industrial production processes, such as temperature monitoring in electronic chip manufacturing, even small temperature changes can affect chip quality. A stable temperature dependence relationship is necessary to ensure accurate temperature monitoring.
Stabilité à long terme
The long-term stability of fluorescent substances is also crucial for the performance of the device. Taking the fluorescence fiber optic temperature measurement device used for equipment monitoring as an example, if the performance of the fluorescent substance changes significantly over time, such as a decrease in fluorescence intensity or a change in the temperature correspondence of fluorescence afterglow time, the measurement accuracy and reliability of the device will decrease. Certains appareils peuvent nécessiter une surveillance stable de la température à long terme, comme la surveillance des transformateurs dans les systèmes électriques, qui nécessite des substances fluorescentes pour maintenir des performances stables pendant de nombreuses années d'utilisation. Certaines substances sensibles à la température dans les systèmes associés sont des matériaux de terres rares qui ne sont sensibles qu'à la température., et leur stabilité à long terme a été entièrement vérifiée, et les systèmes associés sont appliqués avec succès à la surveillance des appareils depuis plus de 30 années.
3.2 Facteurs liés à la source lumineuse
Stabilité de l'intensité de la source lumineuse
Bien que le principe de la mesure de la température par fibre optique fluorescente soit que la température de la cible mesurée dépend uniquement de la constante de temps du matériau fluorescent et est indépendante des changements d'intensité de la source lumineuse. Cependant, dans des situations pratiques, if the intensity of the light source fluctuates too much, it may affect the accuracy of measuring fluorescence afterglow. Par exemple, when the intensity of the light source suddenly increases or decreases, it may cause fluctuations in the fluorescence signal received by the detector, thereby interfering with the accurate determination of the fluorescence afterglow lifetime.
Accuracy of wavelength of light source
Excitation of fluorescent substances requires light of a specific wavelength. If the wavelength emitted by the light source is inaccurate, it may not effectively excite the fluorescent substance or the excitation efficiency may be low. This will result in weak fluorescence signals, which in turn will affect the accuracy of temperature measurement.
3.3 Fiber related factors
Fiber optic loss
Les câbles à fibres optiques génèrent des pertes lors de la transmission des signaux optiques, y compris les pertes d'absorption, pertes par diffusion, etc.. Si la perte est trop importante, le signal de fluorescence sera fortement atténué pendant la transmission, et la force du signal atteignant le détecteur s'affaiblira, affectant ainsi la précision de la mesure. Par exemple, dans les applications de mesure de température par fibre optique longue distance, les pertes de fibre optique peuvent s'accumuler, conduisant à une augmentation des erreurs de mesure de la température à l'extrémité distante.
Rayon de courbure des fibres
Le rayon de courbure de la fibre optique dans le dispositif de mesure de la température à fibre fluorescente présente certaines exigences. Si le rayon de courbure est trop petit, cela augmentera la perte de fibre et pourrait même endommager la fibre.. Especially in some scenarios where optical fibers need to be arranged in narrow spaces or bent for installation, such as temperature monitoring inside certain equipment, it is necessary to ensure that the bending radius of the optical fiber is within the specified range to ensure the normal transmission of fluorescent signals.
4、 Comparison of Fluorescent Fiber Optic Temperature Measurement Devices from Different Brands
4.1 Huaguang Tianrui
Technical research and cooperation
Fuzhou Huaguang Tianrui Optoelectronics Technology Co., Ltée. a établi une coopération approfondie entre l'industrie, milieu universitaire, et recherche avec l'Université de Fuzhou. A technology research team led by optical and electrical doctoral supervisors, with the participation of professors and graduate students, has been established with independent research and development as the main focus. Its fluorescent fiber sensing technology has reached an advanced level, and it has independently developed a series of fluorescent fiber temperature measurement products.
Product application areas
Its fiber optic temperature measurement technology, with its superior high insulation and strong anti-interference performance, solves the pain points of temperature measurement in many fields such as high-frequency microwave, électrique à haute tension, inflammable et explosif, transport ferroviaire, pétrochimique, military and so on. The product can provide accurate temperature data in power transformers, cable lines, and other areas, and can be used to monitor the hot spot temperature of transformer windings. Son application dans les transformateurs secs présente l'avantage de surmonter les inconvénients des technologies de mesure de température existantes., comme surmonter le problème des courts-circuits causés par les sondes métalliques PT100, qui peut obtenir des données sur la température du transformateur de manière plus réaliste et directe.
Caractéristiques de performance du produit
La société capteur de température à fibre optique fluorescent possède des propriétés d'isolation inhérentes et peut effectuer une surveillance de la température en ligne sur les composants qui résistent à une haute tension ou à un courant élevé. Par exemple, il a une applicabilité dans la surveillance de la température des équipements liés au State Grid, comme un appareillage haute tension, grands transformateurs immergés dans l'huile, réacteurs à haute tension, etc..
4.2 Fuzhou InnoTech
Rentabilité et fonctionnalité du produit
Inno Technology’s fluorescence fiber optic temperature measurement system has high cost-effectiveness and reasonable price. Its products have unique technological advantages in temperature measurement in special environments such as high voltage and strong electromagnetic interference. The temperature hotspot of the fluorescent capteur de température à fibre optique used in the transmitter is not electrically connected to the measurement signal receiving part, which can work with high precision and stability for a long time, greatly improving its application range.
Product specifications and design
The fiber optic probe has a withstand voltage of 100KV (40mm longueur de tenue, 5-minute withstand time), avec 1-16 canaux de mesure de température (extensible). The sensor type is quartz fiber optic, with a standard configuration of 5 mètres (customizable for different lengths). La sonde à fibre optique se compose de trois parties: Connecteur ST, câble à fibre optique, et extrémité de détection de température finale. Sa conception est raisonnable, et les fonctions de chaque partie sont claires. Par exemple, l'extrémité de détection de température finale contient un matériau de terre rare de détection de température, qui est utilisé pour générer des signaux optiques contenant des informations sur la température. Le câble à fibre optique peut résister à une température élevée de 200 ℃ dans son ensemble, avec un diamètre extérieur de 3 mm, un rayon de courbure à long terme de 13,2 cm, un rayon de courbure à court terme de 4,4 cm, et une distance au sol de 0,4 m de la prise fibre optique. Il peut résister à une tension de fréquence industrielle de 100KV pendant 5 minutes.
Domaines d'application et services
Nous fournissons des solutions complètes et des services d'application pour la température, vibration, surveillance de la pression dans divers domaines tels que les tunnels utilitaires, oléoducs et gazoducs, transport ferroviaire, électricité, génie municipal, énergie nucléaire, nouvelle énergie, et génie chimique. Collaborer avec des universités telles que l'Université de Fuzhou, nous avons développé avec succès un capteur de température à fibre optique fluorescent avec des droits de propriété intellectuelle indépendants.
5、 Méthode et norme de sélection du meilleur appareil de mesure de température à fibre optique fluorescente
5.1 Précision des mesures
Correspondance des exigences de précision
Déterminer la précision de mesure requise en fonction du scénario d'application réel. Par exemple, la surveillance de la température dans le processus de fabrication de puces électroniques peut nécessiter des appareils de mesure de la température à fibre fluorescente avec une précision de ± 0.1 ℃ ou même plus. Dans certains environnements industriels où la précision de la température n'est pas particulièrement élevée, such as temperature monitoring in ordinary chemical reaction vessels, an accuracy of ± 1 ℃ may be sufficient. If the accuracy of the selected device is lower than the actual demand, it may lead to quality problems or equipment operation risks during the production process; If the precision requirement is too high, it may increase unnecessary costs.
Accuracy stability
In addition to the accuracy value itself, the stability of accuracy is also important. During the long-term temperature monitoring process, the accuracy of the device should not have significant fluctuations. Par exemple, in the long-term temperature monitoring of transformers in the power system, it is required that the temperature measuring device maintain an acceptable level of accuracy throughout several years or even decades of use to ensure accurate judgment of transformer load capacity and safe operation of equipment.
5.2 Plage de mesure de la température
Meet the working temperature requirements
The temperature range varies greatly in different application scenarios. In the scenario of furnace temperature monitoring, it may be necessary to measure high temperatures of several hundred degrees Celsius, while in biomedical experiments, temperature monitoring may only require a temperature range near human body temperature. Donc, it is necessary to choose a fluorescent fiber optic temperature measurement device that can cover the temperature range of practical application scenarios. Si la plage de mesure est trop petite pour répondre aux exigences de mesure dans des environnements à haute ou basse température; Une plage de mesure trop large peut augmenter les coûts inutiles ou réduire la précision des mesures dans une plage de température spécifique..
Adaptabilité aux environnements de température spéciaux
Pour certains environnements à température spéciale, comme ceux avec des changements de température rapides ou de grands gradients de température, les appareils de mesure de la température doivent avoir une bonne adaptabilité. Par exemple, dans les étapes de refroidissement et de chauffage rapides de certains processus chimiques ou dans les processus de démarrage et d'arrêt des moteurs, les appareils de mesure de la température doivent être capables de mesurer avec précision les changements rapides de température sans être endommagés ni générer d'erreurs de mesure significatives dues à des changements rapides de température.
5.3 Capacité anti-interférence
interférence électromagnétique
Dans de nombreux scénarios d'application, comme à proximité d'équipements électriques tels que des appareillages haute tension et des transformateurs, il y a un fort champ électromagnétique. Les appareils de mesure de température à fibre optique fluorescente doivent avoir une bonne résistance aux interférences électromagnétiques pour garantir une mesure précise de la température.. Par exemple, dans les sous-stations haute tension, l'intensité du champ électromagnétique est très élevée. Si l'appareil de mesure de la température a une mauvaise résistance aux interférences électromagnétiques, cela peut provoquer des fluctuations ou des erreurs dans les données de mesure, affectant ainsi le jugement de l’état de fonctionnement de l’équipement.
Corrosion chimique et interférence environnementale
Dans des scénarios tels que la production chimique et les environnements marins, il peut y avoir des substances chimiques corrosives ou des facteurs d'interférence environnementaux tels que l'humidité et la poussière. The selected fluorescent fiber optic temperature measurement device should be able to resist these interferences and ensure normal working performance. Par exemple, in the temperature monitoring of equipment on offshore oil platforms, the device should be able to resist the corrosion of seawater and the environmental effects of high humidity and high salinity.
5.4 Installation and usage requirements
Size and installation space
Select the appropriate size of fluorescent fiber optic temperature measurement device based on the actual installation space. In some temperature monitoring scenarios inside devices or small spaces, such as small electronic devices or precision instruments, small-sized temperature probes and compact device structures are required for smooth installation without affecting the normal operation of the equipment.
Méthode d'installation flexible
La méthode d'installation de l'appareil doit avoir un certain degré de flexibilité et pouvoir s'adapter à différentes formes, état de surface, etc.. des objets testés. Par exemple, pour objets de forme irrégulière ou appareils avec des surfaces inégales, la sonde de l'appareil de mesure de la température peut être facilement installée et en bon contact avec la surface mesurée.
Commodité d'exploitation et d'entretien
Choisissez un appareil de mesure de température à fibre optique à fluorescence facile à utiliser et à entretenir. Par exemple, les réglages des paramètres de l'appareil doivent être pratiques et rapides, et le processus de dépannage et de maintenance ne devrait pas être trop compliqué. Dans les systèmes de surveillance de température de certains grands groupes d'équipements industriels, if the operation and maintenance of temperature measuring devices are too cumbersome, it will increase labor costs and equipment downtime.
5.5 Cost factors
Equipment procurement cost
The procurement cost of fluorescent fiber optic temperature measuring devices with different brands and performance varies greatly. On the premise of meeting practical application needs, it is necessary to compare the prices of different products. Par exemple, for small businesses with limited budgets or cost sensitive projects, they may prioritize products with relatively lower prices, but at the same time, they must ensure that the basic performance of the products meets the requirements.
Operation and maintenance costs
In addition to procurement costs, the operation and maintenance costs of the equipment should also be considered. Including energy consumption, frais d'étalonnage réguliers, et les coûts de remplacement des pièces vulnérables. Par exemple, certains appareils de mesure de température à fibre optique fluorescente de haute précision peuvent nécessiter un étalonnage plus fréquent, ce qui augmentera les coûts de maintenance; Si le coût de remplacement des pièces vulnérables telles que les sondes à fibre optique de certains appareils est trop élevé, cela augmentera également le coût d’exploitation global.
Capteur de température à fibre optique, Système de surveillance intelligent, Fabricant de fibre optique distribué en Chine
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