Sensori di temperatura a fibra ottica INNO ,sistemi di monitoraggio della temperatura.
Il migliore misurazione della temperatura in fibra ottica fluorescente il dispositivo dovrebbe avere le caratteristiche di un'ampia gamma di applicazioni, sicurezza intrinseca, resistenza ad alta tensione, resistenza alle interferenze elettromagnetiche, isolamento, alta precisione, prestazione stabile, lunga durata, ecc. È adatto per varie applicazioni industriali e scientifiche come il monitoraggio di apparecchiature elettriche e la misurazione di ambienti difficili. Può monitorare la temperatura in tempo reale, fornire dati accurati, e dispone di funzioni di allarme e avviso per garantire un funzionamento stabile in ambienti complessi.
1、 Panoramica di Misurazione della temperatura in fibra ottica fluorescente
Dispositivo
Il dispositivo di misurazione della temperatura a fibra ottica fluorescente è un dispositivo che utilizza le caratteristiche di fluorescenza per misurare la temperatura. È composto principalmente da fibre ottiche multimodali e oggetti fluorescenti installati su di esse. Questo dispositivo ha una vasta gamma di applicazioni in vari campi, come la misurazione della temperatura di strumenti ad alta tensione nelle apparecchiature elettriche, sistemi di diagnosi del motore, e misurazione della temperatura tra gli avvolgimenti del trasformatore; Temperature measurement in chemical processes such as highly corrosive environments or electrochemical treatment processes, and safe temperature measurement under microwave radiation heating; The fields of biology and medicine, such as temperature measurement during surgical procedures and research on physiological responses under electromagnetic radiation, play an important role.
2、 Principio di funzionamento di dispositivo di misurazione della temperatura a fibra ottica fluorescente
The working principle of the fluorescent fiber optic temperature measurement device is based on the optical properties of fluorescent substances. 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. La costante di tempo di decadimento del bagliore residuo della fluorescenza è una funzione a valore singolo della temperatura, solitamente maggiore è la temperatura, minore è la costante di tempo. Finché viene misurato il valore della costante di tempo, è possibile calcolare la temperatura. Nello specifico, le sostanze fluorescenti emettono energia di fluorescenza quando vengono eccitate dalla luce di una certa lunghezza d'onda (spettro di eccitazione). Dopo la rimozione dell'incentivo, la persistenza del bagliore residuo della fluorescenza dipende da fattori quali le caratteristiche della sostanza fluorescente e la temperatura ambientale. Questa fluorescenza eccitata di solito decade in modo esponenziale, dove la costante di tempo di decadimento è la durata della fluorescenza o il tempo di post-luminescenza della fluorescenza (ns). Il rilevatore può misurare con precisione la temperatura ambiente della sonda e fornire monitoraggio e allarme misurando la durata della durata del bagliore residuo della fluorescenza.
3、 Fattori che influenzano le prestazioni dei dispositivi di misurazione della temperatura a fibra ottica fluorescente
3.1 Caratteristiche delle sostanze fluorescenti
Stabilità della relazione di dipendenza dalla temperatura
La stabilità della dipendenza della durata della fluorescenza dalla temperatura influisce direttamente sulla precisione della misurazione. Se questa relazione è instabile, ci saranno deviazioni nella corrispondenza tra il tempo di postluminescenza della fluorescenza e la temperatura a temperature diverse, portando ad errori di misurazione. Per esempio, in alcuni processi produttivi industriali di precisione, come il monitoraggio della temperatura nella produzione di chip elettronici, anche piccole variazioni di temperatura possono influire sulla qualità del truciolo. Per garantire un monitoraggio accurato della temperatura è necessaria una relazione stabile di dipendenza dalla temperatura.
Stabilità a lungo termine
Anche la stabilità a lungo termine delle sostanze fluorescenti è fondamentale per le prestazioni del dispositivo. Prendiamo come esempio il dispositivo di misurazione della temperatura a fibra ottica a fluorescenza utilizzato per il monitoraggio delle apparecchiature, se le prestazioni della sostanza fluorescente cambiano significativamente nel tempo, 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. Some devices may require long-term stable temperature monitoring, such as transformer monitoring in power systems, which requires fluorescent substances to maintain stable performance over many years of use. Some temperature sensitive substances in related systems are rare earth materials that are only sensitive to temperature, and their long-term stability has been fully verified, and the related systems have been successfully applied to device monitoring for more than 30 anni.
3.2 Light source related factors
Stability of light source intensity
Sebbene il principio della misurazione della temperatura con fibra ottica a fluorescenza sia che la temperatura del target da misurare dipende solo dalla costante di tempo del materiale fluorescente ed è indipendente dai cambiamenti nell'intensità della sorgente luminosa. Tuttavia, in situazioni pratiche, se l'intensità della sorgente luminosa fluttua troppo, ciò potrebbe influire sulla precisione della misurazione del bagliore residuo della fluorescenza. Per esempio, quando l'intensità della sorgente luminosa aumenta o diminuisce improvvisamente, ciò potrebbe causare fluttuazioni nel segnale di fluorescenza ricevuto dal rilevatore, interferendo così con la determinazione accurata della durata del bagliore residuo della fluorescenza.
Precisione della lunghezza d'onda della sorgente luminosa
L'eccitazione delle sostanze fluorescenti richiede luce di una lunghezza d'onda specifica. 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
Fiber optic cables generate losses during the transmission of optical signals, including absorption losses, scattering losses, ecc. If the loss is too large, the fluorescence signal will be severely attenuated during transmission, and the signal strength reaching the detector will weaken, thereby affecting the accuracy of the measurement. Per esempio, in long-distance fiber optic temperature measurement applications, fiber optic losses may accumulate, leading to increased temperature measurement errors at the remote end.
Fiber bending radius
The bending radius of the optical fiber in the fluorescent fiber temperature measurement device has certain requirements. If the bending radius is too small, it will increase the loss of the fiber and may even cause damage to the fiber. 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 Optoelettronica Technology Co., Ltd. has established a deep cooperation between industry, mondo accademico, e ricerca con l'Università di Fuzhou. Un gruppo di ricerca tecnologica guidato da supervisori di dottorato in ottica ed elettricità, con la partecipazione di docenti e dottorandi, 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, high-voltage electrical, flammable and explosive, trasporto ferroviario, petrolchimico, military and so on. The product can provide accurate temperature data in power transformers, cable lines, e altre aree, and can be used to monitor the hot spot temperature of transformer windings. La sua applicazione nei trasformatori a secco presenta il vantaggio di superare le carenze delle tecnologie di misurazione della temperatura esistenti, come ad esempio superare il problema dei cortocircuiti causati dalle sonde metalliche PT100, che può ottenere dati sulla temperatura del trasformatore in modo più realistico e diretto.
Caratteristiche prestazionali del prodotto
Quello dell'azienda sensore di temperatura a fibra ottica fluorescente ha proprietà di isolamento intrinseche e può eseguire il monitoraggio della temperatura online su componenti che resistono ad alta tensione o corrente elevata. Per esempio, ha applicabilità nel monitoraggio della temperatura delle apparecchiature relative alla rete di stato, come i quadri ad alta tensione, grandi trasformatori immersi in olio, reattori ad alta tensione, ecc.
4.2 Fuzhou Inno Tech
Economicità e funzionalità del prodotto
Il sistema di misurazione della temperatura in fibra ottica a fluorescenza di Inno Technology ha un elevato rapporto costo-efficacia e un prezzo ragionevole. I suoi prodotti presentano vantaggi tecnologici unici nella misurazione della temperatura in ambienti speciali come alta tensione e forti interferenze elettromagnetiche. L'hotspot della temperatura del fluorescente sensore di temperatura a fibra ottica utilizzato nel trasmettitore non è collegato elettricamente alla parte ricevente del segnale di misurazione, che può funzionare con alta precisione e stabilità per lungo tempo, migliorando notevolmente il suo campo di applicazione.
Specifiche e design del prodotto
La sonda in fibra ottica ha una tensione di tenuta di 100KV (40mm di lunghezza di resistenza, 5-tempo di resistenza al minuto), con 1-16 canali di misurazione della temperatura (espandibile). Il tipo di sensore è a fibra ottica al quarzo, con una configurazione standard di 5 metri (personalizzabile per diverse lunghezze). La sonda in fibra ottica è composta da tre parti: connettore ST, cavo in fibra ottica, e fine del rilevamento della temperatura finale. Il suo design è ragionevole, e le funzioni di ciascuna parte sono chiare. Per esempio, l'estremità di rilevamento della temperatura contiene materiale di terre rare con rilevamento della temperatura, che viene utilizzato per generare segnali ottici contenenti informazioni sulla temperatura. The fiber optic cable can withstand a high temperature of 200 ℃ as a whole, with an outer diameter of 3mm, a long-term bending radius of 13.2cm, a short-term bending radius of 4.4cm, and a ground distance of 0.4m from the fiber optic outlet. Può sopportare una tensione a frequenza industriale di 100KV per 5 minuti.
Application Fields and Services
We provide comprehensive solutions and application services for temperature, vibrazione, pressure monitoring in various fields such as utility tunnels, oleodotti e gasdotti, transito ferroviario, elettricità, municipal engineering, energia nucleare, nuova energia, and chemical engineering. Collaborating with universities such as Fuzhou University, we have successfully developed a fluorescent fiber optic temperature sensor with independent intellectual property rights.
5、 Method and standard for selecting the best fluorescent fiber optic temperature measurement device
5.1 Precisione della misurazione
Accuracy requirement matching
Determine the required measurement accuracy based on the actual application scenario. Per esempio, temperature monitoring in the manufacturing process of electronic chips may require fluorescent fiber temperature measuring devices with an accuracy of ± 0.1 ℃ o anche superiore. In some industrial environments where temperature accuracy is not particularly high, such as temperature monitoring in ordinary chemical reaction vessels, una precisione di ± 1 ℃ potrebbe essere sufficiente. 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. Per esempio, 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 Intervallo di misurazione della temperatura
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. Perciò, it is necessary to choose a fluorescent fiber optic temperature measurement device that can cover the temperature range of practical application scenarios. If the measurement range is too small to meet the measurement requirements in high or low temperature environments; A measurement range that is too large may increase unnecessary costs or reduce measurement accuracy within a specific temperature range.
Adaptability to special temperature environments
For some special temperature environments, such as those with rapid temperature changes or large temperature gradients, temperature measuring devices need to have good adaptability. Per esempio, in the rapid cooling and heating stages of certain chemical processes or the starting and stopping processes of engines, temperature measuring devices should be able to accurately measure rapid temperature changes without being damaged or generating significant measurement errors due to rapid temperature changes.
5.3 Anti interference capability
interferenza elettromagnetica
In many application scenarios, such as near electrical equipment such as high-voltage switchgear and transformers, c'è un forte campo elettromagnetico. Fluorescent fiber optic temperature measurement devices need to have good electromagnetic interference resistance to ensure accurate temperature measurement. Per esempio, in high-voltage substations, the electromagnetic field strength is very high. If the temperature measuring device has poor resistance to electromagnetic interference, it may cause fluctuations or errors in the measurement data, thereby affecting the judgment of the equipment’s operating status.
Chemical corrosion and environmental interference
In scenarios such as chemical production and marine environments, there may be chemical corrosive substances or environmental interference factors such as moisture and dust. The selected fluorescent fiber optic temperature measurement device should be able to resist these interferences and ensure normal working performance. Per esempio, 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, come piccoli dispositivi elettronici o strumenti di precisione, per un'installazione regolare senza compromettere il normale funzionamento dell'apparecchiatura sono necessarie sonde di temperatura di piccole dimensioni e strutture compatte del dispositivo.
Metodo di installazione flessibile
Il metodo di installazione del dispositivo dovrebbe avere un certo grado di flessibilità ed essere in grado di adattarsi a forme diverse, condizioni superficiali, ecc. degli oggetti testati. Per esempio, per oggetti di forma irregolare o dispositivi con superfici irregolari, la sonda del dispositivo di misurazione della temperatura può essere facilmente installata e in buon contatto con la superficie misurata.
Comodità di funzionamento e manutenzione
Scegli un dispositivo di misurazione della temperatura a fibra ottica a fluorescenza che sia facile da utilizzare e manutenere. Per esempio, le impostazioni dei parametri del dispositivo dovrebbero essere comode e veloci, e il processo di risoluzione dei problemi e di manutenzione non dovrebbe essere troppo complicato. Nei sistemi di monitoraggio della temperatura per alcuni grandi gruppi di apparecchiature industriali, se il funzionamento e la manutenzione dei dispositivi di misurazione della temperatura sono troppo onerosi, aumenterà i costi della manodopera e i tempi di fermo delle apparecchiature.
5.5 Fattori di costo
Costo di approvvigionamento delle attrezzature
Il costo di acquisto dei dispositivi di misurazione della temperatura a fibra ottica fluorescente con marche e prestazioni diverse varia notevolmente. Con la premessa di soddisfare le esigenze applicative pratiche, è necessario confrontare i prezzi di diversi prodotti. Per esempio, per le piccole imprese con budget limitati o progetti sensibili ai costi, possono dare la priorità a prodotti con prezzi relativamente più bassi, ma allo stesso tempo, devono garantire che le prestazioni di base dei prodotti soddisfino i requisiti.
Costi di esercizio e manutenzione
Oltre ai costi di approvvigionamento, dovrebbero essere considerati anche i costi di funzionamento e manutenzione dell'attrezzatura. Compreso il consumo energetico, costi di calibrazione regolari, e costi di sostituzione delle parti vulnerabili. Per esempio, alcuni dispositivi di misurazione della temperatura a fibra ottica fluorescente ad alta precisione potrebbero richiedere una calibrazione più frequente, che aumenterà i costi di manutenzione; Se il costo di sostituzione delle parti vulnerabili come le sonde in fibra ottica in alcuni dispositivi è troppo elevato, aumenterà anche il costo operativo complessivo.
Sensore di temperatura a fibra ottica, Sistema di monitoraggio intelligente, Produttore di fibra ottica distribuito in Cina
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