Cảm biến nhiệt độ sợi quang INNO ,hệ thống giám sát nhiệt độ.
Nguyên tắc của Nhiệt kế sợi quang huỳnh quang
Fluorescent fiber optic thermometer is a temperature measurement device based on the photoluminescence phenomenon of fluorescent materials. Compared with traditional thermocouple measurement methods, it has advantages such as anti electromagnetic interference, chống ăn mòn, and high temperature and high pressure resistance. It can achieve real-time temperature detection in more harsh external environments and has broad application prospects. Hệ thống đo nhiệt độ sợi huỳnh quang do Huaguang Tianrui phát triển dựa trên công nghệ đo nhiệt độ sợi huỳnh quang có những ưu điểm vượt trội so với các phương pháp đo nhiệt độ khác. Nó giải thích sâu sắc về nguyên lý làm việc của nhiệt kế sợi huỳnh quang, phân tích các yếu tố chính ảnh hưởng đến việc đo nhiệt độ, và thiết lập cơ sở lý thuyết cho việc thiết kế nhiệt kế sợi huỳnh quang. Sau đó, the overall design of the fluorescent fiber thermometer was carried out, including the optical path, circuit, phần mềm, kết cấu, and algorithm. To verify the feasibility of the overall plan, a comparative experiment of temperature measurement was designed, and the overall plan was analyzed and studied based on actual data. Hệ thống đo nhiệt độ sợi quang đã được tổng hợp và thảo luận, and future directions and ideas for improving fiber optic temperature measurement have been proposed.
The technology of fluorescent fiber thermometer:
(1) Công nghệ chủ yếu của kết cấu cơ quang:
Sử dụng một sợi quang duy nhất để truyền đồng thời tín hiệu nguồn sáng và tín hiệu huỳnh quang, giảm thể tích và sự mất huỳnh quang của nhiệt kế sợi huỳnh quang;
Sử dụng bộ lọc để sàng lọc ánh sáng kích thích và huỳnh quang;
Adopting advanced technology to achieve sealing of fluorescent fiber optic probes.
(2) The key technology of demodulation circuit:
Using dynamic adjustment signal input to achieve periodic switching and output power adjustment of the light source, indirectly achieving amplitude adjustment of the sampling signal;
Using correction signals to amplify sampled signals and correct biases;
Simplify circuit components and integrate control, xử lý, communication and other functions into chips, which is conducive to the miniaturization of fluorescence fiber thermometers;
Using fitting algorithms to calculate fluorescence lifetime and convert temperature;
Filter the fluorescence lifetime results using a filtering algorithm to reduce errors and improve the accuracy of the output results.
Design of Nhiệt kế sợi quang huỳnh quang:
1、 The fluorescence probe part of the optical path adopts advanced technology to replace traditional probe protection schemes, increasing the flexibility and sealing effect of the probe;
2、 The electrical characteristics of some components in the demodulator vary with temperature, and a dynamic adjustment signal is added to the circuit to adjust the stability of the signal waveform, độ chính xác và lỗi của dạng sóng cân bằng;
3、 Phần xử lý dữ liệu đề xuất phương pháp lọc kết hợp để xử lý dữ liệu, giúp giảm sai sót một cách hiệu quả và cải thiện độ chính xác của kết quả đầu ra;
4、 Phần mềm được thiết kế với nhiều chế độ làm việc và chức năng đọc thông số, cấu hình để nâng cao khả năng thích ứng của hệ thống này.
Why use đo nhiệt độ sợi quang huỳnh quang:
Nhiệt độ là đại lượng tham khảo quan trọng trong sản xuất và đời sống, cùng với sự tiến bộ không ngừng của công nghệ và sự phát triển của xã hội loài người, Con người có yêu cầu ngày càng cao về nhiệt độ trong sản xuất công nghiệp và đời sống hàng ngày. Trong lĩnh vực sản xuất công nghiệp, steel production, từ chế biến nguyên liệu, ironmaking to mold casting, steel rolling, vân vân., has strict temperature control. Ví dụ, the preservation and transportation of fresh food in daily life, as well as temperature monitoring and control, have a significant impact on food safety and taste. Vì thế, the importance of accurate temperature measurement is self-evident. Đồng thời, in the face of increasingly specialized technical requirements classification and continuous refinement of technical conditions, corresponding measurement equipment and measurement technology classification are also increasing, and the demand for temperature measurement devices designed for various specialized environments and special requirements is constantly emerging. Under special circumstances and extreme environmental conditions, as well as different requirements such as fast dynamic response, remote measurement, and multi-point measurement, Đo nhiệt độ và truyền tín hiệu truyền thống ngày càng trở nên khó khăn để đáp ứng các điều kiện khắt khe khác nhau, và độ khó thực hiện cũng tăng lên.
Chức năng đo nhiệt độ sợi quang huỳnh quang:
Hiện tại, thiết bị đo nhiệt độ truyền thống gặp một số khó khăn thực tế khi sử dụng trong nhiều môi trường đo đặc biệt, chẳng hạn như môi trường khắc nghiệt của điểm đo nhiệt độ, chẳng hạn như ăn mòn, điện áp cao, narrow space, vân vân., hoặc nhiễu điện từ mạnh tại khu vực đặt điểm đo, chẳng hạn như giám sát nhiệt độ của động cơ và máy biến áp cao áp. Trước những khó khăn trên, Hầu hết các cảm biến nhiệt độ mới cần phải có ưu điểm như khả năng chống nhiễu điện từ mạnh, hiệu suất cách nhiệt tốt, phản ứng nhanh, và kích thước nhỏ. Với việc áp dụng nhiều loại vật liệu và quy trình mới, as well as the exploration of new measurement methods, a variety of new temperature measurement devices have emerged. One of them is temperature measurement equipment based on fiber optic communication technology.
Before the birth of fiber optic fluorescence measurement technology, there were already various temperature measurement techniques. The first mercury thermometer was born as early as 1714. Mercury thermometers belong to the expansion measurement technology, which utilizes the principle of thermal expansion and contraction, and the space occupied by mercury volume varies with different temperatures. The scale of a mercury thermometer vividly displays the numerical value of temperature. Based on this principle, in addition to liquids, measurement technologies for different materials such as gases and metals have also emerged in the future. With the continuous advancement of technology, the vigorous development of electricity has brought new measurement ideas and technologies. Thermocouple technology is based on the different electrical properties of electronic components at different temperatures, and is currently the most widely used and diverse temperature measurement technology. Ngoài ra, optical communication technology has also pointed out a new direction for temperature measurement. Infrared temperature measurement devices made using the different characteristics of thermal radiation of objects at different temperatures can achieve temperature measurement over long distances and large ranges, as well as indirect temperature measurement methods using intermediate devices such as fluorescent materials and gratings.
Characteristics of various temperature measurement systems
Expansion temperature measurement system
1. Low price 2. Convenient operation and reading 3. Simple and easy to manufacture mechanism
1. Độ chính xác thấp 2. Easy to damage 3. Cannot achieve automation
Infrared thermal imaging temperature measurement system
1. Non contact temperature measurement 2. Easy to use 3. Chi phí thấp 1. Large error
2. Can only measure surface temperature. 3. Cost of manual inspection
Hệ thống đo nhiệt độ không dây
1. Dễ dàng cài đặt 2. Chi phí thấp
1. Độ tin cậy kém, carrying batteries, tuổi thọ ngắn, high false alarm rate
2. Affects the performance of insulators
3. The large volume of sensors affects heat dissipation and poses a safety hazard to primary equipment
Hệ thống đo nhiệt độ lưới sợi Bragg
1. It can achieve quasi distributed temperature measurement, suitable for long-distance and large area measurement
2. Adopting fiber optic technology to resist electromagnetic interference
3. Hiệu suất cách nhiệt tốt
1. The sensor probe is large and difficult to install
2. Độ tin cậy thấp, grating is prone to desensitization and failure
3. Tuổi thọ ngắn
4. Unable to achieve single cabinet matching and on-site display
5. Expensive price
Advantages of Fluorescent Fiber Optic Temperature Measurement System
1. An toàn và đáng tin cậy, can achieve calibration free, with good consistency, khả năng thay thế lẫn nhau, và sự ổn định
2. tuổi thọ dài, bảo trì miễn phí
3. The probe has a small volume and can penetrate deep into the hot spot to achieve true monitoring
4. Chống nhiễu điện từ, hiệu suất cách nhiệt tốt
5. It can achieve on-site display, making it easy to integrate into the operating system
6. Dễ dàng cài đặt
Fluorescence temperature measurement technology converts temperature signals into optical signals based on the photoluminescence phenomenon of fluorescent materials, and utilizes the high efficiency of optical fiber in optical signal transmission to effectively achieve real-time and long-distance temperature measurement. Fiber optic fluorescence measurement technology inherits the advantages of fiber optic sensing technology. Compared with other temperature measurement technologies, it not only has the characteristics of corrosion resistance, cách nhiệt tốt, và kích thước nhỏ, but also effectively reduces electromagnetic interference. Trong khi đó, fiber optic fluorescence measurement technology also has the characteristics of long lifespan, bảo trì miễn phí, ổn định tốt, and consistency. Ngoài ra, this system also features real-time display, easy integration into other systems, and convenient installation.
Application scenarios of fluorescence fiber optic temperature measurement system
Fluorescence temperature measurement technology, with its characteristics of anti electromagnetic interference, kích thước nhỏ, good dynamic response, chống ăn mòn, khoảng cách truyền dài, và tổn thất truyền tải thấp, has gradually expanded its application fields to medical applications such as microwave heating therapy, transformer internal temperature detection, or substation temperature monitoring in unique or proprietary environments and requirements, in addition to temperature monitoring and measurement commonly used in daily production and life. It has received attention and research from scholars.
Transformers generate a large amount of heat during operation, which can affect the performance of their various components, leading to changes in transformer load capacity, độ tin cậy hoạt động, and lifespan. Hiện tại, oil immersed transformers and oil immersed transformers are widely used in the power system. The appearance of the transformer body is the outer wall of the oil tank, and its interior mainly consists of transformer winding coils and cooling oil. The slender structure of the fiber optic fluorescent probe allows it to be installed and fixed on the transformer coil, minimizing data monitoring lag and improving monitoring accuracy to the greatest extent possible.
High voltage switchgear is commonly used in power system high-voltage situations to control voltage switching. The main temperature measurement point of the switchgear is the contact joint, but the space in this area is relatively narrow. The size and diameter of fiber optic fluorescent probes are very small. The slender shape of the fiber optic probe allows it to be easily bent and inserted into narrow spaces, and then fixed in contact with the stationary contact, which does not affect the normal operation of the equipment and is therefore safer. Ngoài ra, fiber optic fluorescence temperature measurement technology can also be applied to mining of coal, oil and other minerals, as well as storage of raw materials (such as oil and natural gas) in industrial production that require long-term strict temperature monitoring.
The research on fiber optic fluorescence temperature measurement technology has been ongoing for many years since its inception, but with the continuous emergence of new devices and the expansion of application fields, the performance requirements for sensors have increased, and there is still a lot of room for development; Mặt khác, new materials with superior performance continue to emerge, and sensitive materials with new characteristics provide us with new choices, making the design of sensors face new concepts. As a promising technology, fiber optic fluorescence temperature sensing technology can be widely applied in some special industries, such as medical, high-voltage electrical equipment monitoring, metallurgical processing, and online temperature detection in aerospace. Vì thế, establishing a comprehensive and systematic theory of fiber optic fluorescence temperature detection, providing simple and practical technologies, is of great significance for improving the level of scientific instruments in this field in China.
Cảm biến nhiệt độ sợi quang, Hệ thống giám sát thông minh, Nhà sản xuất cáp quang phân phối tại Trung Quốc
 |
 |
 |