Come misurare la temperatura nei quadri utilizzando sensori a fibra ottica fluorescente-INNO

1、 Metodo di monitoraggio della temperatura per i quadri

Esistono vari metodi per monitorare la temperatura dei quadri, e i seguenti sono quelli comuni:

Sensore di temperatura a fibra ottica fluorescente metodo:

Un metodo di misurazione della temperatura basato sulla tecnologia di rilevamento della fibra a fluorescenza afterglow, utilizzando il principio della durata del bagliore residuo della fibra per ottenere la misurazione e il monitoraggio della temperatura. Installando sensori a fibra ottica fluorescenti all'interno del quadro ad alta tensione, le informazioni sulla temperatura in tempo reale possono essere ottenute in luoghi diversi. Questo metodo presenta i vantaggi di un'elevata precisione e di una forte resistenza alle interferenze elettromagnetiche, ed è adatto per il monitoraggio continuo delle temperature multipunto. Grazie alle sue eccellenti proprietà isolanti, le fibre ottiche hanno una maggiore sicurezza in ambienti ad alta tensione come i quadri, e possono essere disposti in modo flessibile in luoghi che richiedono monitoraggio, coprendo un'area più ampia.

Contatto sensore di temperatura senza fili metodo:

Questo è un metodo affidabile di misurazione della temperatura per i quadri ad alta tensione. Installando sensori di contatto (come le termocoppie, termistori, ecc.) all'interno o in punti critici del quadro, direttamente a contatto con la superficie dell'oggetto da misurare, è possibile ottenere dati sulla temperatura in tempo reale della superficie dell'oggetto. Questo metodo ha un'elevata precisione e una rapida velocità di risposta, ed è adatto per il monitoraggio preciso di posizioni o componenti specifici. Per esempio, l'installazione di sensori termocoppia nei punti di connessione chiave di alcuni quadri può misurare con precisione le variazioni di temperatura in quel punto, per rilevare tempestivamente condizioni di riscaldamento anomale. Ma questo metodo potrebbe presentare problemi come un cablaggio complesso, e se il sensore non funziona correttamente, potrebbe influenzare i risultati della misurazione ed essere difficile da rilevare.

Metodo di misurazione della temperatura a infrarossi:

Questo è uno strumento di misurazione della temperatura portatile adatto per la misurazione rapida, rilevamento della temperatura senza contatto di quadri ad alta tensione. Quando è in uso, mirare semplicemente alla superficie target per ottenere rapidamente il valore della temperatura superficiale in quella posizione. Il principio è quello di utilizzare la radiazione infrarossa emessa dalla superficie di un oggetto, che è proporzionale alla sua temperatura superficiale. Rilevando ed elaborando la radiazione infrarossa, è possibile ottenere i dati sulla temperatura superficiale dell'oggetto target. Tuttavia, questo metodo è fortemente influenzato da fattori ambientali, come le fonti di calore circostanti, polvere, ecc., which may interfere with the measurement results. Inoltre, it can only measure surface temperature and may not accurately reflect deep-seated temperature changes inside the switchgear.

CCD camera monitoring method:

Capture images of the interior of the switchgear using a CCD camera, and then analyze the temperature information in the images using relevant algorithms. Tuttavia, this method has limitations as it may not be able to accurately distinguish the temperature of different components, and may not be able to effectively monitor the temperature of some obscured areas. Inoltre, the accuracy and environmental adaptability of CCD cameras themselves can also affect the accuracy of temperature monitoring.

Temperature wax monitoring method:

This is a more traditional temperature monitoring method. Il foglio di cera che indica la temperatura cambierà colore o forma in base ai cambiamenti di temperatura, e la temperatura all'interno del quadro può essere determinata osservando i cambiamenti nel foglio di cera. Tuttavia, questo metodo può fornire solo un intervallo di temperatura approssimativo, non è in grado di misurare con precisione i valori della temperatura, e non possono essere monitorati in tempo reale. Richiede un monitoraggio manuale regolare. Una volta che la temperatura supera la temperatura di risposta del foglio di cera, può essere conosciuto solo successivamente e non può essere allertato in modo tempestivo.

2、 Applicazione di Misurazione della temperatura in fibra ottica fluorescente nel monitoraggio della temperatura dei quadri

Il principio di base dell'utilizzo della tecnologia di misurazione della temperatura con fibra fluorescente per il monitoraggio della temperatura dei quadri è quello di utilizzare le caratteristiche di risposta alla temperatura dei materiali fluorescenti. Quando la fibra fluorescente viene irradiata con luce di eccitazione, emetterà fluorescenza, e la durata della fluorescenza ha una relazione specifica con la temperatura. Il valore della temperatura può essere determinato misurando la durata della fluorescenza. Nel quadro, i sensori in fibra ottica fluorescente possono essere installati vicino a componenti chiave come le sbarre collettrici, contatti in movimento, e contatti fissi per monitorare le variazioni di temperatura in queste aree. Per esempio, per i contatti mobili nel quadro, a causa dell'accumulo di calore durante il processo di apertura e chiusura, l'utilizzo di sensori a fibra ottica fluorescente permette di monitorarne la temperatura in tempo reale. Una volta che la temperatura aumenta in modo anomalo, è possibile emettere tempestivamente un allarme per prevenire incidenti. Il sistema di misurazione della temperatura in fibra ottica a fluorescenza ha anche una forte capacità anti-interferenza, piccoli punti ciechi di copertura, monitoraggio in tempo reale e monitoraggio remoto, rendendolo molto adatto alle esigenze di monitoraggio della temperatura in ambienti complessi come i quadri.

3、 I vantaggi della misurazione della temperatura in fibra ottica

alta precisione:
I sensori di temperatura in fibra ottica possono ottenere misurazioni della temperatura ad alta precisione. Prendiamo come esempio i sensori a fibra ottica fluorescente, sono molto sensibili alle variazioni di temperatura e possono rilevare piccoli sbalzi di temperatura. Questa capacità di misurazione ad alta precisione consente il rilevamento tempestivo di lievi aumenti anomali della temperatura nel monitoraggio della temperatura dei quadri, e avviso tempestivo di potenziali rischi di guasto. Per esempio, nel monitoraggio di componenti chiave in alcuni quadri elettrici con requisiti di temperatura estremamente elevati, la misurazione della temperatura in fibra ottica può misurare con precisione variazioni di temperatura fino a pochi decimi di grado, mentre i metodi tradizionali di misurazione della temperatura potrebbero non essere in grado di raggiungere tale precisione.

Forte capacità anti-interferenza:

La misurazione della temperatura in fibra ottica presenta vantaggi unici in ambienti ricchi di interferenze elettromagnetiche, come i quadri. La fibra ottica stessa non è conduttiva e non è influenzata dalle interferenze elettromagnetiche. Che si tratti del forte campo elettromagnetico generato durante il funzionamento del quadro ad alta tensione o dell'interferenza elettromagnetica generata da altre apparecchiature elettriche circostanti, non interferirà con il sistema di misurazione della temperatura in fibra ottica. Ciò consente al sistema di misurazione della temperatura in fibra ottica di funzionare in modo stabile e preciso, garantire l'affidabilità dei dati di monitoraggio della temperatura. Al contrario, alcuni sensori elettronici di temperatura potrebbero presentare errori di misurazione o addirittura malfunzionamenti a causa di interferenze elettromagnetiche.

Sicuro e affidabile:

I cavi in fibra ottica hanno buone proprietà di isolamento, che rende la misurazione della temperatura in fibra ottica molto sicura in ambienti ad alta tensione come i quadri. Nel quadro, le fibre ottiche possono entrare in contatto diretto con componenti ad alta tensione per la misurazione della temperatura senza il rischio di scosse elettriche come alcuni sensori metallici. Inoltre, le fibre ottiche non generano rischi per la sicurezza come scintille elettriche e sono adatte a vari ambienti pericolosi. Per esempio, in ambienti infiammabili ed esplosivi, i sistemi di misurazione della temperatura in fibra ottica possono funzionare in modo sicuro e affidabile, garantire un monitoraggio regolare della temperatura dei quadri.

Adatto per il monitoraggio multipunto:

I cavi in fibra ottica possono essere comodamente disposti in modo distribuito, consentendo il monitoraggio simultaneo della temperatura di più punti all'interno del quadro. Installando sensori in fibra ottica in diverse posizioni del quadro, come le sbarre, contatti, e punti di connessione, è possibile costruire una rete completa di monitoraggio della temperatura. In questo modo, è possibile ottenere informazioni sulla temperatura da più posizioni contemporaneamente, rendendo più semplice l’analisi della distribuzione e dell’andamento complessivo della temperatura del quadro. Per esempio, in un grande sistema di quadri, è possibile collegare vari sensori tramite fibre ottiche per monitorare in tempo reale la situazione della temperatura in diversi punti del sistema e rilevare tempestivamente problemi di surriscaldamento locale.

Piccolo punto cieco di copertura:

La temperatura della fibra ottica il sistema di misurazione può disporre in modo flessibile i sensori in fibra ottica in base alla struttura interna del quadro, che può ridurre efficacemente il monitoraggio dei punti ciechi. Che si tratti dello spazio ristretto all'interno del quadro o attorno a componenti dalla forma complessa, il monitoraggio della temperatura può essere ottenuto disponendo in modo ragionevole le fibre ottiche. Al contrario, alcuni altri metodi di misurazione della temperatura, come il monitoraggio della telecamera CCD, potrebbe avere punti ciechi che non possono essere rilevati, mentre la misurazione della temperatura in fibra ottica può coprire in modo più completo varie parti all'interno del quadro.

Può ottenere il monitoraggio remoto:

Il sistema di misurazione della temperatura in fibra ottica può trasmettere i dati di temperatura raccolti a un centro di monitoraggio remoto attraverso fibre ottiche. Ciò consente al personale operativo e di manutenzione di visualizzare i dati di temperatura in tempo reale da una posizione remota lontana dall'armadio per il monitoraggio e la gestione remota. Per esempio, in una grande sottostazione, il personale operativo e di manutenzione può monitorare la temperatura di ciascun quadro in tempo reale utilizzando i dati di temperatura trasmessi attraverso fibre ottiche dalla sala di controllo principale. Una volta rilevata una temperatura anomala, È possibile adottare misure tempestive per migliorare l'efficienza e la comodità di funzionamento e manutenzione.

4、 Confronto tra la misurazione della temperatura in fibra ottica e altri metodi nel monitoraggio della temperatura dei quadri

Confronto con il metodo del sensore di temperatura wireless a contatto:

In termini di precisione, la misurazione della temperatura in fibra ottica ha la caratteristica di alta precisione e può rilevare piccoli cambiamenti di temperatura. Sebbene anche il metodo del sensore di temperatura wireless a contatto abbia un'elevata precisione, in alcune situazioni in cui è richiesta un'elevata precisione, la misurazione della temperatura in fibra ottica può presentare ulteriori vantaggi. Per esempio, quando si monitora la temperatura di piccoli punti di connessione all'interno di un quadro, la misurazione della temperatura in fibra ottica può essere accurata fino a pochi decimi di grado, mentre i sensori di contatto possono presentare una certa gamma di errori.

Abilità anti-interferenza: La misurazione della temperatura in fibra ottica ha una forte capacità anti-interferenza elettromagnetica e può funzionare stabilmente in ambienti elettromagnetici forti come i quadri; I sensori di contatto possono essere influenzati da interferenze elettromagnetiche, che potrebbero influenzare la precisione della misurazione, soprattutto in ambienti elettromagnetici complessi all'interno dei quadri, e potrebbero essere necessarie ulteriori misure anti-interferenza.

Sicurezza: I cavi in fibra ottica hanno buone proprietà di isolamento, rendendoli più sicuri da utilizzare negli ambienti ad alta tensione dei quadri; Se si verificano danni all'isolamento durante l'installazione o l'uso dei sensori di contatto, potrebbe comportare il rischio di scosse elettriche.

Capacità di monitoraggio multipunto: La misurazione della temperatura in fibra ottica è adatta per il monitoraggio multipunto e può facilmente implementare sensori in più posizioni all'interno del quadro per creare una rete di monitoraggio; Se i sensori di contatto devono eseguire il monitoraggio multipunto, potrebbero richiedere più cablaggi e apparecchiature, e l'installazione e la gestione sono relativamente complesse.

Rispetto al metodo di misurazione della temperatura a infrarossi:

Metodo di misurazione: La misurazione della temperatura a infrarossi è un metodo di misurazione rapido e senza contatto che può misurare solo la temperatura superficiale di un oggetto; La misurazione della temperatura in fibra ottica può essere ottenuta contattando o avvicinandosi all'oggetto misurato tramite sensori in fibra ottica, che può misurare la temperatura all'interno o sulla superficie dell'oggetto e ottenere un monitoraggio continuo. Per esempio, per il monitoraggio della temperatura dei componenti all'interno del quadro, Il metodo di misurazione della temperatura a infrarossi non può ottenerlo con precisione, mentre la misurazione della temperatura in fibra ottica può disporre i sensori nelle posizioni corrispondenti per la misurazione.

Adattabilità ambientale: La misurazione della temperatura a infrarossi è fortemente influenzata da fattori ambientali, come le fonti di calore circostanti, polvere, fumo, ecc., which may interfere with the measurement results; La misurazione della temperatura in fibra ottica è meno influenzata dai fattori ambientali, ha una forte capacità anti-interferenza, e può misurare con precisione la temperatura in ambienti complessi.

Precisione e stabilità: La misurazione della temperatura in fibra ottica ha un'elevata precisione e una buona stabilità, e può monitorare stabilmente i cambiamenti di temperatura per lungo tempo; La precisione della misurazione della temperatura a infrarossi è relativamente bassa, e i risultati della misurazione potrebbero essere instabili a causa delle fluttuazioni dei fattori ambientali.

Confronto con il metodo di monitoraggio della telecamera CCD:

Precisione della misurazione della temperatura: Il metodo di monitoraggio della telecamera CCD ottiene informazioni sulla temperatura attraverso l'analisi delle immagini, che ha una precisione relativamente bassa ed è difficile distinguere con precisione la temperatura dei diversi componenti; La misurazione della temperatura in fibra ottica può misurare direttamente la temperatura con maggiore precisione, e può ottenere con precisione il valore della temperatura in ciascuna posizione del sensore.
Monitoraggio degli angoli ciechi: Il metodo di monitoraggio della telecamera CCD potrebbe presentare punti ciechi di monitoraggio, che non possono monitorare efficacemente le parti ostruite; La misurazione della temperatura in fibra ottica può ridurre i punti ciechi del monitoraggio e ottenere un monitoraggio della temperatura più completo disponendo in modo ragionevole i sensori in fibra ottica.

Prestazioni in tempo reale: La misurazione della temperatura in fibra ottica può monitorare le variazioni di temperatura in tempo reale e fornire un feedback tempestivo dei dati; Il metodo di monitoraggio della telecamera CCD potrebbe presentare qualche ritardo poiché richiede l'acquisizione di immagini, elaborazione, e analisi per ottenere informazioni sulla temperatura.

Confronto con il metodo di monitoraggio della temperatura della cera:
Precisione della misurazione: Il metodo di monitoraggio della temperatura della cera può fornire solo un intervallo di temperatura approssimativo e non può misurare con precisione i valori di temperatura; La misurazione della temperatura in fibra ottica può misurare accuratamente la temperatura e fornire dati accurati sulla temperatura.

Prestazioni in tempo reale e funzionalità di avviso: Il metodo di monitoraggio della temperatura della cera non può monitorare la temperatura in tempo reale e richiede un'ispezione manuale regolare, che non possono fornire avvisi tempestivi; La misurazione della temperatura in fibra ottica può monitorare le variazioni di temperatura in tempo reale, e quando la temperatura supera la soglia impostata, può emettere un allarme in modo tempestivo, facilitare l’adozione di misure tempestive.

5、 Esempio di analisi della misurazione della temperatura in fibra ottica nel monitoraggio della temperatura dei quadri

Applicazione della misurazione della temperatura con reticolo in fibra di Bragg utilizzando un quadro di sottostazione come esempio:
Nel sistema di monitoraggio della temperatura del quadro in una determinata sottostazione, viene utilizzata la tecnologia di misurazione della temperatura in fibra ottica fluorescente. Sensori a fibra ottica fluorescente sono stati installati in punti chiave come le sbarre collettrici, contatti, e punti di connessione nel quadro. Questi sensori sono collegati all'host di monitoraggio tramite fibre ottiche fluorescenti. A causa del funzionamento del quadro, parti come sbarre collettrici e contatti tendono a generare calore a causa della corrente eccessiva e dello scarso contatto. Utilizzando sensori a fibra ottica fluorescente, le variazioni di temperatura in queste aree possono essere monitorate in tempo reale. Per esempio, quando c'è uno scarso contatto tra i contatti, si verifica un surriscaldamento locale. I sensori a fibra ottica fluorescenti possono rilevare rapidamente l'aumento della temperatura e trasmettere il segnale di temperatura sotto forma di fibra ottica all'host di monitoraggio. Monitorare l'host per l'analisi e ottenere valori di temperatura specifici. Una volta che la temperatura supera la soglia di sicurezza impostata, il sistema emetterà immediatamente un allarme per avvisare il personale operativo e di manutenzione. Questa funzione di monitoraggio e avviso in tempo reale evita efficacemente guasti ai quadri causati dal surriscaldamento e migliora la sicurezza operativa della sottostazione. Inoltre, poiché i sensori a fibra ottica fluorescenti possono ottenere misurazioni della temperatura ad alta precisione, possono riflettere accuratamente sottili cambiamenti di temperatura, che aiuta il personale di manutenzione a rilevare potenziali problemi in modo tempestivo. Per esempio, durante il normale funzionamento, la temperatura della sbarra può variare leggermente a causa delle variazioni di carico. I sensori a fibra ottica fluorescenti possono misurare con precisione queste fluttuazioni e fornire informazioni dettagliate sull'andamento della temperatura affinché il personale di manutenzione possa prendere decisioni ragionevoli sulla manutenzione.

Esempi applicativi di misura della temperatura in fibra ottica fluorescente nei quadri:

Il quadro di una determinata impresa adotta a sistema di misurazione della temperatura a fibra ottica fluorescente. Nella sbarra collettrice sono installati sensori a fibra ottica fluorescenti, contatti in movimento, contatti stazionari, e altre parti interne del quadro. I sensori a fibra ottica fluorescenti utilizzano le caratteristiche di risposta alla temperatura dei materiali fluorescenti per determinare la temperatura misurando la durata della fluorescenza. Nel funzionamento reale, quando il carico del quadro cambia o i componenti si guastano, la temperatura delle parti corrispondenti cambierà. Per esempio, quando il contatto mobile subisce usura dopo un funzionamento prolungato, la resistenza di contatto aumenta, portando ad un aumento della temperatura. I sensori a fibra ottica fluorescenti possono rilevare tempestivamente le variazioni di temperatura e trasmettere i dati al sistema di monitoraggio. Il sistema di monitoraggio determina se la temperatura è anomala in base ai dati ricevuti, e invia un segnale di allarme se è anomalo. Nel frattempo, grazie alla forte capacità anti-interferenza e alla piccola zona cieca di copertura del sistema di misurazione della temperatura in fibra ottica fluorescente, può monitorare in modo stabile e completo la temperatura nel complesso ambiente elettromagnetico e nello spazio strutturale compatto dei quadri. Rispetto ai metodi tradizionali di misurazione della temperatura, l'adozione di un fluorescente sistema di misurazione della temperatura in fibra ottica da parte dell'azienda migliora notevolmente la precisione e l'affidabilità del monitoraggio della temperatura per i quadri, riduce i guasti delle apparecchiature e i tempi di inattività causati da anomalie di temperatura, e migliora l’efficienza produttiva.