Como escolher o melhor dispositivo de medição de temperatura por fibra óptica fluorescente, Guia, 2025

O melhor medição de temperatura de fibra óptica fluorescente o dispositivo deve ter características de ampla faixa de aplicação, segurança intrínseca, resistência de alta tensão, resistência à interferência eletromagnética, isolamento, alta precisão, desempenho estável, longa vida útil, etc.. É adequado para diversas aplicações industriais e científicas, como monitoramento de equipamentos de energia e medição de ambientes adversos.. Ele pode monitorar a temperatura em tempo real, fornecer dados precisos, e possui funções de alarme e aviso para garantir uma operação estável em ambientes complexos.

1、 Visão geral de Medição de temperatura de fibra óptica fluorescente

Dispositivo
O dispositivo de medição de temperatura de fibra óptica fluorescente é um dispositivo que usa características de fluorescência para medir a temperatura. É composto principalmente por fibras ópticas multimodo e objetos fluorescentes instalados sobre elas.. Este dispositivo possui uma ampla gama de aplicações em vários campos, como medição de temperatura de instrumentos de alta tensão em equipamentos elétricos, sistemas de diagnóstico de motor, e medição de temperatura entre enrolamentos do transformador; 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、 Princípio de funcionamento de dispositivo de medição de temperatura de fibra óptica 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. The decay time constant of fluorescent afterglow is a single value function of temperature, usually the higher the temperature, quanto menor for a constante de tempo. Contanto que o valor da constante de tempo seja medido, a temperatura pode ser calculada. Especificamente, fluorescent substances emit fluorescence energy upon excitation by light of a certain wavelength (espectro de excitação). After the incentive is removed, a persistência do brilho residual da fluorescência depende de fatores como as características da substância fluorescente e a temperatura ambiente. Esta fluorescência excitada geralmente decai exponencialmente, com a constante de tempo de decaimento sendo o tempo de vida da fluorescência ou o tempo de pós-luminescência da fluorescência (ns). O detector pode medir com precisão a temperatura ambiente da sonda e fornecer monitoramento e alarme medindo a duração da vida útil do brilho residual da fluorescência.

3、 Factors affecting the performance of fluorescent fiber optic temperature measurement devices

3.1 Characteristics of Fluorescent Substances

Stability of temperature dependence relationship
The stability of the dependence of fluorescence lifetime on temperature directly affects the measurement accuracy. If this relationship is unstable, there will be deviations in the correspondence between fluorescence afterglow time and temperature at different temperatures, leading to measurement errors. Por exemplo, 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.
Estabilidade a longo prazo
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. Some devices may require long-term stable temperature monitoring, such as transformer monitoring in power systems, que requer substâncias fluorescentes para manter o desempenho estável ao longo de muitos anos de uso. Algumas substâncias sensíveis à temperatura em sistemas relacionados são materiais de terras raras que são sensíveis apenas à temperatura, e a sua estabilidade a longo prazo foi totalmente verificada, e os sistemas relacionados foram aplicados com sucesso ao monitoramento de dispositivos por mais de 30 anos.

3.2 Fatores relacionados à fonte de luz

Estabilidade da intensidade da fonte de luz
Embora o princípio da medição de temperatura por fibra óptica fluorescente seja que a temperatura do alvo que está sendo medido depende apenas da constante de tempo do material fluorescente e é independente de mudanças na intensidade da fonte de luz. No entanto, em situações práticas, se a intensidade da fonte de luz flutuar muito, it may affect the accuracy of measuring fluorescence afterglow. Por exemplo, 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
Fiber optic cables generate losses during the transmission of optical signals, including absorption losses, scattering losses, etc.. 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. Por exemplo, 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, como monitoramento de temperatura dentro de determinados equipamentos, é necessário garantir que o raio de curvatura da fibra óptica esteja dentro da faixa especificada para garantir a transmissão normal dos sinais fluorescentes.

4、 Comparação de dispositivos de medição de temperatura de fibra óptica fluorescente de diferentes marcas

4.1 Huaguang Tianrui

Pesquisa técnica e cooperação
Fuzhou Huaguang Tianrui Optoeletrônica Technology Co., Ltda. estabeleceu uma cooperação profunda entre a indústria, academia, e pesquisa com a Universidade de Fuzhou. Uma equipe de pesquisa tecnológica liderada por supervisores de doutorado óptico e elétrico, com a participação de professores e alunos de pós-graduação, foi estabelecida com pesquisa e desenvolvimento independentes como foco principal. Sua tecnologia de detecção de fibra fluorescente atingiu um nível avançado, e desenvolveu de forma independente uma série de produtos de medição de temperatura de fibra fluorescente.
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, inflamável e explosivo, transporte ferroviário, petroquímico, 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. Its application in dry-type transformers has the advantage of overcoming the shortcomings of existing temperature measurement technologies, such as overcoming the problem of short circuits caused by PT100 metal probes, which can obtain transformer temperature data more realistically and directly.
Características de desempenho do produto
A empresa sensor de temperatura de fibra óptica fluorescente possui propriedades de isolamento inerentes e pode realizar monitoramento de temperatura on-line em componentes que suportam alta tensão ou alta corrente. Por exemplo, tem aplicabilidade em monitoramento de temperatura de equipamentos vinculados à Rede Estadual, como painéis de alta tensão, grandes transformadores imersos em óleo, reatores de alta tensão, etc..

4.2 Tecnologia Fuzhou Inno

Economia e funcionalidade do produto
O sistema de medição de temperatura por fibra óptica fluorescente da Inno Technology tem alta relação custo-benefício e preço razoável. Seus produtos possuem vantagens tecnológicas únicas na medição de temperatura em ambientes especiais como alta tensão e forte interferência eletromagnética. O hotspot de temperatura do fluorescente sensor de temperatura de fibra óptica usado no transmissor não está eletricamente conectado à parte receptora do sinal de medição, que pode funcionar com alta precisão e estabilidade por um longo tempo, melhorando significativamente sua faixa de aplicação.
Especificações e design do produto
A sonda de fibra óptica tem uma tensão suportável de 100KV (40mm suportar comprimento, 5-minuto de tempo de resistência), com 1-16 canais de medição de temperatura (expansível). O tipo de sensor é fibra óptica de quartzo, com uma configuração padrão de 5 metros (personalizável para diferentes comprimentos). A sonda de fibra óptica consiste em três partes: Conector ST, cabo de fibra óptica, e fim de detecção de temperatura final. Seu design é razoável, e as funções de cada parte são claras. Por exemplo, a extremidade de detecção de temperatura final contém material de terras raras com detecção de temperatura, que é usado para gerar sinais ópticos contendo informações de temperatura. O cabo de fibra óptica pode suportar altas temperaturas de 200 ℃ como um todo, com diâmetro externo de 3mm, um raio de curvatura de longo prazo de 13,2 cm, um raio de curvatura de curto prazo de 4,4 cm, e uma distância de 0,4 m do solo da saída de fibra óptica. Ele pode suportar uma tensão de frequência de energia de 100KV para 5 minutos.
Campos de aplicação e serviços
Fornecemos soluções abrangentes e serviços de aplicação para temperatura, vibração, monitoramento de pressão em vários campos, como túneis de serviços públicos, oleodutos e gasodutos, trânsito ferroviário, eletricidade, engenharia municipal, potência nuclear, nova energia, e engenharia química. Colaborando com universidades como a Universidade de Fuzhou, desenvolvemos com sucesso um sensor de temperatura de fibra óptica fluorescente com direitos de propriedade intelectual independentes.

5、 Método e padrão para selecionar o melhor dispositivo de medição de temperatura por fibra óptica fluorescente

5.1 Precisão de medição

Correspondência de requisitos de precisão
Determine a precisão de medição necessária com base no cenário de aplicação real. Por exemplo, o monitoramento de temperatura no processo de fabricação de chips eletrônicos pode exigir dispositivos de medição de temperatura de fibra fluorescente com precisão de ± 0.1 ℃ ou até mais alto. Em alguns ambientes industriais onde a precisão da temperatura não é particularmente alta, como monitoramento de temperatura em vasos de reação química comuns, uma precisão de ± 1 ℃ pode ser suficiente. Se a precisão do dispositivo selecionado for inferior à demanda real, 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. Por exemplo, 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 Faixa de medição de temperatura

Meet the working temperature requirements
The temperature range varies greatly in different application scenarios. No cenário de monitoramento de temperatura do forno, pode ser necessário medir altas temperaturas de várias centenas de graus Celsius, enquanto em experimentos biomédicos, o monitoramento de temperatura pode exigir apenas uma faixa de temperatura próxima à temperatura do corpo humano. Portanto, é necessário escolher um dispositivo de medição de temperatura de fibra óptica fluorescente que possa cobrir a faixa de temperatura de cenários de aplicação práticos. Se a faixa de medição for muito pequena para atender aos requisitos de medição em ambientes de alta ou baixa temperatura; Uma faixa de medição muito grande pode aumentar custos desnecessários ou reduzir a precisão da medição dentro de uma faixa de temperatura específica.
Adaptabilidade a ambientes com temperaturas especiais
Para alguns ambientes de temperatura especial, such as those with rapid temperature changes or large temperature gradients, temperature measuring devices need to have good adaptability. Por exemplo, 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

interferência eletromagnética
In many application scenarios, such as near electrical equipment such as high-voltage switchgear and transformers, there is a strong electromagnetic field. Fluorescent fiber optic temperature measurement devices need to have good electromagnetic interference resistance to ensure accurate temperature measurement. Por exemplo, 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. Por exemplo, in the temperature monitoring of equipment on offshore oil platforms, o dispositivo deve ser capaz de resistir à corrosão da água do mar e aos efeitos ambientais de alta umidade e alta salinidade.

5.4 Requisitos de instalação e uso

Tamanho e espaço de instalação
Selecione o tamanho apropriado do dispositivo de medição de temperatura de fibra óptica fluorescente com base no espaço real de instalação. Em alguns cenários de monitoramento de temperatura dentro de dispositivos ou espaços pequenos, como pequenos dispositivos eletrônicos ou instrumentos de precisão, sondas de temperatura de pequeno porte e estruturas compactas do dispositivo são necessárias para uma instalação suave sem afetar a operação normal do equipamento.
Método de instalação flexível
O método de instalação do dispositivo deve ter um certo grau de flexibilidade e ser capaz de se adaptar a diferentes formatos, condições de superfície, etc.. dos objetos testados. Por exemplo, para objetos ou dispositivos de formato irregular com superfícies irregulares, a sonda do dispositivo de medição de temperatura pode ser facilmente instalada e ter bom contato com a superfície medida.
Conveniência de operação e manutenção
Escolha um dispositivo de medição de temperatura por fibra óptica fluorescente que seja fácil de operar e manter. Por exemplo, as configurações dos parâmetros do dispositivo devem ser convenientes e rápidas, e o processo de solução de problemas e manutenção não deve ser muito complicado. Em sistemas de monitoramento de temperatura para alguns grandes grupos de equipamentos industriais, se a operação e manutenção de dispositivos de medição de temperatura forem muito complicadas, aumentará os custos de mão de obra e o tempo de inatividade do equipamento.

5.5 Fatores de custo

Custo de aquisição de equipamentos
O custo de aquisição de dispositivos de medição de temperatura de fibra óptica fluorescente com diferentes marcas e desempenho varia muito. Com a premissa de atender às necessidades de aplicação prática, é necessário comparar os preços de diferentes produtos. Por exemplo, para pequenas empresas com orçamentos limitados ou projetos sensíveis a custos, eles podem priorizar produtos com preços relativamente mais baixos, mas ao mesmo tempo, eles devem garantir que o desempenho básico dos produtos atenda aos requisitos.
Custos de operação e manutenção
Além dos custos de aquisição, os custos de operação e manutenção do equipamento também devem ser considerados. Incluindo consumo de energia, custos regulares de calibração, e custos de substituição de peças vulneráveis. Por exemplo, alguns dispositivos de medição de temperatura de fibra óptica fluorescente de alta precisão podem exigir calibração mais frequente, o que aumentará os custos de manutenção; Se o custo de substituição de peças vulneráveis, como sondas de fibra óptica em alguns dispositivos, for muito alto, também aumentará o custo operacional geral.

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