Sensores de temperatura de fibra óptica INNO ,sistemas de monitoramento de temperatura.
Princípio de Termômetro de fibra óptica fluorescente
O termômetro fluorescente de fibra óptica é um dispositivo de medição de temperatura baseado no fenômeno de fotoluminescência de materiais fluorescentes. Comparado com métodos tradicionais de medição de termopares, tem vantagens como anti-interferência eletromagnética, resistência à corrosão, e resistência a altas temperaturas e alta pressão. Ele pode alcançar detecção de temperatura em tempo real em ambientes externos mais adversos e tem amplas perspectivas de aplicação. O sistema de medição de temperatura de fibra fluorescente desenvolvido por Huaguang Tianrui com base na tecnologia de medição de temperatura de fibra fluorescente tem vantagens exclusivas em comparação com outros métodos de medição de temperatura. Explica profundamente o princípio de funcionamento do termômetro de fibra fluorescente, analisa os principais fatores que afetam a medição de temperatura, e estabelece uma base teórica para o projeto do termômetro de fibra fluorescente. Então, o projeto geral do termômetro de fibra fluorescente foi realizado, incluindo o caminho óptico, circuito, programas, estrutura, e algoritmo. Para verificar a viabilidade do plano geral, um experimento comparativo de medição de temperatura foi projetado, e o plano geral foi analisado e estudado com base em dados reais. O sistema de medição de temperatura de fibra óptica foi resumido e discutido, e foram propostas direções e ideias futuras para melhorar a medição de temperatura de fibra óptica.
A tecnologia de termômetro de fibra fluorescente:
(1) Principais tecnologias de estrutura mecânica óptica:
Usando uma única fibra óptica para transmitir simultaneamente sinais de fonte de luz e sinais de fluorescência, reduzindo o volume e a perda de fluorescência do termômetro de fibra fluorescente;
Usando filtros para rastrear luz de excitação e fluorescência;
Adotando tecnologia avançada para obter vedação de sondas de fibra óptica fluorescentes.
(2) A tecnologia chave do circuito de demodulação:
Usando entrada de sinal de ajuste dinâmico para obter comutação periódica e ajuste de potência de saída da fonte de luz, alcançar indiretamente o ajuste de amplitude do sinal de amostragem;
Usando sinais de correção para amplificar sinais amostrados e corrigir polarizações;
Simplifique os componentes do circuito e integre o controle, processamento, comunicação e outras funções em chips, o que é propício à miniaturização de termômetros de fibra fluorescente;
Usando algoritmos de ajuste para calcular a vida útil da fluorescência e converter a temperatura;
Filtre os resultados do tempo de vida da fluorescência usando um algoritmo de filtragem para reduzir erros e melhorar a precisão dos resultados de saída.
Projeto de Termômetro de fibra óptica fluorescente:
1、 A parte da sonda de fluorescência do caminho óptico adota tecnologia avançada para substituir os esquemas tradicionais de proteção da sonda, aumentando a flexibilidade e o efeito de vedação da sonda;
2、 As características elétricas de alguns componentes do demodulador variam com a temperatura, e um sinal de ajuste dinâmico é adicionado ao circuito para ajustar a estabilidade da forma de onda do sinal, equilibrar precisão e erro da forma de onda;
3、 A seção de processamento de dados propõe um método de filtragem combinada para processamento de dados, o que efetivamente reduz erros e melhora a precisão dos resultados de saída;
4、 A parte do software foi projetada com vários modos de trabalho e funções de leitura e configuração de parâmetros para melhorar a adaptabilidade deste sistema.
Por que usar medição de temperatura de fibra óptica fluorescente:
A temperatura é uma importante quantidade de referência na produção diária e na vida, e com o avanço contínuo da tecnologia e o desenvolvimento da sociedade humana, as pessoas têm requisitos cada vez mais elevados de temperatura na produção industrial diária e na vida diária. No campo da produção industrial, produção de aço, do processamento de matéria-prima, fabricação de ferro para moldar fundição, laminação de aço, etc., tem rigoroso controle de temperatura. Por exemplo, a preservação e transporte de alimentos frescos na vida diária, bem como monitoramento e controle de temperatura, têm um impacto significativo na segurança e sabor dos alimentos. Portanto, a importância da medição precisa da temperatura é evidente. Ao mesmo tempo, diante da classificação de requisitos técnicos cada vez mais especializados e do refinamento contínuo das condições técnicas, equipamentos de medição correspondentes e classificação de tecnologia de medição também estão aumentando, e a demanda por dispositivos de medição de temperatura projetados para vários ambientes especializados e requisitos especiais está surgindo constantemente. Sob circunstâncias especiais e condições ambientais extremas, bem como diferentes requisitos, como resposta dinâmica rápida, medição remota, e medição multiponto, a medição tradicional de temperatura e a transmissão de sinais tornaram-se cada vez mais difíceis de atender às diferentes condições exigentes, e a dificuldade de implementação também aumentou.
Função de medição de temperatura de fibra óptica de fluorescência:
Atualmente, equipamentos tradicionais de medição de temperatura apresentam algumas dificuldades práticas no uso em muitos ambientes especiais de medição, como o ambiente hostil do ponto de medição de temperatura, como corrosão, alta tensão, espaço estreito, etc., ou a forte interferência eletromagnética na área onde o ponto de medição está localizado, como monitoramento de temperatura de motores e transformadores de alta tensão. Em resposta às dificuldades acima, a maioria dos novos sensores de temperatura precisa ter vantagens como forte resistência à interferência eletromagnética, bom desempenho de isolamento, resposta rápida, e tamanho pequeno. Com a aplicação de vários novos materiais e processos, bem como a exploração de novos métodos de medição, uma variedade de novos dispositivos de medição de temperatura surgiram. Um deles é o equipamento de medição de temperatura baseado em tecnologia de comunicação por fibra óptica..
Antes do nascimento da tecnologia de medição de fluorescência por fibra óptica, já existiam várias técnicas de medição de temperatura. O primeiro termômetro de mercúrio nasceu já em 1714. Os termômetros de mercúrio pertencem à tecnologia de medição de expansão, que utiliza o princípio da expansão e contração térmica, e o espaço ocupado pelo volume de mercúrio varia com diferentes temperaturas. A escala de um termômetro de mercúrio exibe vividamente o valor numérico da temperatura. Com base neste princípio, além de líquidos, tecnologias de medição para diferentes materiais, como gases e metais, também surgiram no futuro. Com o avanço contínuo da tecnologia, o vigoroso desenvolvimento da eletricidade trouxe novas ideias e tecnologias de medição. A tecnologia de termopares baseia-se nas diferentes propriedades elétricas dos componentes eletrônicos em diferentes temperaturas, e é atualmente a tecnologia de medição de temperatura mais utilizada e diversificada. Além disso, a tecnologia de comunicação óptica também apontou uma nova direção para medição de temperatura. Dispositivos de medição de temperatura por infravermelho feitos usando as diferentes características da radiação térmica de objetos em diferentes temperaturas podem realizar medições de temperatura em longas distâncias e grandes intervalos, bem como métodos indiretos de medição de temperatura usando dispositivos intermediários, como materiais fluorescentes e grades.
Características de vários sistemas de medição de temperatura
Sistema de medição de temperatura de expansão
1. Preço baixo 2. Operação e leitura convenientes 3. Mecanismo simples e fácil de fabricar
1. Baixa precisão 2. Fácil de danificar 3. Não é possível alcançar a automação
Sistema de medição de temperatura por imagem térmica infravermelha
1. Medição de temperatura sem contato 2. Fácil de usar 3. Baixo custo 1. Erro grande
2. Só pode medir a temperatura da superfície. 3. Custo da inspeção manual
Sistema de medição de temperatura sem fio
1. Fácil instalação 2. Baixo custo
1. Fraca confiabilidade, carregando baterias, vida útil curta, alta taxa de falsos alarmes
2. Afeta o desempenho dos isoladores
3. O grande volume de sensores afeta a dissipação de calor e representa um risco à segurança dos equipamentos primários
Sistema de medição de temperatura de grade de fibra Bragg
1. Pode alcançar medição de temperatura quase distribuída, adequado para medição de longa distância e grandes áreas
2. Adotando tecnologia de fibra óptica para resistir à interferência eletromagnética
3. Bom desempenho de isolamento
1. A sonda do sensor é grande e difícil de instalar
2. Baixa confiabilidade, a grade é propensa à dessensibilização e falha
3. Vida útil curta
4. Não é possível obter correspondência de gabinete único e exibição no local
5. Preço caro
Vantagens do sistema de medição de temperatura de fibra óptica fluorescente
1. Seguro e confiável, pode conseguir calibração livre, com boa consistência, intercambialidade, e estabilidade
2. Longa vida útil, livre de manutenção
3. A sonda tem um volume pequeno e pode penetrar profundamente no ponto quente para obter um monitoramento verdadeiro
4. Interferência anti-eletromagnética, bom desempenho de isolamento
5. Pode conseguir exibição no local, facilitando a integração ao sistema operacional
6. Fácil instalação
Medição de temperatura de fluorescência tecnologia converte sinais de temperatura em sinais ópticos com base no fenômeno de fotoluminescência de materiais fluorescentes, e utiliza a alta eficiência da fibra óptica na transmissão do sinal óptico para alcançar efetivamente a medição de temperatura em tempo real e de longa distância. A tecnologia de medição de fluorescência de fibra óptica herda as vantagens da tecnologia de detecção de fibra óptica. Comparado com outras tecnologias de medição de temperatura, não só tem as características de resistência à corrosão, bom isolamento, e tamanho pequeno, mas também reduz efetivamente a interferência eletromagnética. Enquanto isso, a tecnologia de medição de fluorescência de fibra óptica também tem as características de longa vida útil, livre de manutenção, boa estabilidade, e consistência. Além disso, este sistema também possui exibição em tempo real, fácil integração em outros sistemas, e instalação conveniente.
Cenários de aplicação do sistema de medição de temperatura por fibra óptica fluorescente
Tecnologia de medição de temperatura de fluorescência, com suas características de interferência anti-eletromagnética, tamanho pequeno, boa resposta dinâmica, resistência à corrosão, longa distância de transmissão, e baixa perda de transmissão, expandiu gradualmente seus campos de aplicação para aplicações médicas, como terapia de aquecimento por microondas, detecção de temperatura interna do transformador, ou monitoramento de temperatura de subestação em ambientes e requisitos exclusivos ou proprietários, além de monitoramento e medição de temperatura comumente usados na produção diária e na vida. Recebeu atenção e pesquisas de estudiosos.
Os transformadores geram uma grande quantidade de calor durante a operação, o que pode afetar o desempenho de seus vários componentes, levando a mudanças na capacidade de carga do transformador, confiabilidade operacional, e vida útil. Atualmente, transformadores imersos em óleo e transformadores imersos em óleo são amplamente utilizados no sistema de energia. A aparência do corpo do transformador é a parede externa do tanque de óleo, e seu interior consiste principalmente em bobinas de enrolamento de transformador e óleo de resfriamento. A estrutura esbelta da sonda fluorescente de fibra óptica permite que ela seja instalada e fixada na bobina do transformador, minimizando o atraso no monitoramento de dados e melhorando a precisão do monitoramento ao máximo possível.
O painel de manobra de alta tensão é comumente usado em situações de alta tensão do sistema de energia para controlar a comutação de tensão.. O principal ponto de medição de temperatura do quadro é a junta de contato, mas o espaço nesta área é relativamente estreito. O tamanho e o diâmetro das sondas fluorescentes de fibra óptica são muito pequenos. O formato fino da sonda de fibra óptica permite que ela seja facilmente dobrada e inserida em espaços estreitos, e então fixado em contato com o contato estacionário, que não afeta o funcionamento normal do equipamento e, portanto, é mais seguro. Além disso, a tecnologia de medição de temperatura por fluorescência de fibra óptica também pode ser aplicada à mineração de carvão, petróleo e outros minerais, bem como armazenamento de matérias-primas (como petróleo e gás natural) na produção industrial que exige monitoramento rigoroso da temperatura a longo prazo.
A pesquisa sobre tecnologia de medição de temperatura por fluorescência de fibra óptica está em andamento há muitos anos desde o seu início, mas com o surgimento contínuo de novos dispositivos e a expansão dos campos de aplicação, os requisitos de desempenho para sensores aumentaram, e ainda há muito espaço para desenvolvimento; Por outro lado, novos materiais com desempenho superior continuam a surgir, e materiais sensíveis com novas características nos proporcionam novas escolhas, fazendo o design de sensores enfrentar novos conceitos. Como uma tecnologia promissora, a tecnologia de detecção de temperatura por fluorescência de fibra óptica pode ser amplamente aplicada em algumas indústrias especiais, como médico, monitoramento de equipamentos elétricos de alta tensão, processamento metalúrgico, e detecção on-line de temperatura na indústria aeroespacial. Portanto, estabelecendo uma teoria abrangente e sistemática de detecção de temperatura de fluorescência de fibra óptica, fornecendo tecnologias simples e práticas, é de grande importância para melhorar o nível dos instrumentos científicos nesta área na China.
Sensor de temperatura de fibra óptica, Sistema de monitoramento inteligente, Fabricante distribuído de fibra óptica na China
 |
 |
 |