光纖溫度傳感器的應用和發(fā)展
福州華光天銳光電科技有限公司 熒光光纖溫度傳感器的特點(diǎn)
華光天銳光纖特點(diǎn):探頭小巧
與別的廠(chǎng)家相比,華光天銳光纖直徑為2mm
可達狹小空間,易擾曲。無(wú)需校準。
光纖本身特性抗擾能力強
對電磁場(chǎng)干擾免疫,耐受高壓,不懼輻射
測溫特性:
測溫范圍廣,精度高,響應快,防燃防爆
應用特性:
單點(diǎn)測溫,易于組網(wǎng),成本低,創(chuàng )新傳統測溫方案
主要應用:
電力行業(yè),石油化工,醫療,礦山,半導體加工等
干式變壓器、電抗器等電力設備運行中,其繞組內部的鐵芯發(fā)熱問(wèn)題一直存在并困擾著(zhù)用戶(hù)。由于設備運行中電磁干擾嚴重,且 發(fā)熱點(diǎn)安裝環(huán)境狹小,對傳感器尺寸有特殊要求。傳統測溫產(chǎn)品在應用上受較大限制,難以滿(mǎn)足使用要求;為讓用戶(hù)實(shí)時(shí)監測此類(lèi)設 備發(fā)熱點(diǎn)的溫度,福州華光天銳光電科技有限公司專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)了應該光纖測溫傳感器。 產(chǎn)品采用光纖傳感器,將內部溫度信號通過(guò)光纖傳輸出來(lái),實(shí)現監控;考慮到發(fā)熱點(diǎn)不止一處,可同時(shí)實(shí)現多發(fā)熱點(diǎn)的測溫, 實(shí)用性大大提升。
光纖溫度傳感器是上世紀70年代發(fā)展起來(lái)的一門(mén)新型的測溫技術(shù),也是光纖傳感器家族中的一個(gè)大類(lèi)產(chǎn)品。它基于光信號傳送信息,具有絕緣、抗電磁干擾、耐高電壓等優(yōu)勢特征。在國外,光纖溫度傳感器發(fā)展很快,形成了多種型號的產(chǎn)品,并已應用到多個(gè)領(lǐng)域,取得了很好的效果。國內在這方面的研究也如火如荼,多個(gè)大學(xué)、研究所與公司展開(kāi)合作,研發(fā)了多種光纖測溫系統投入到了現場(chǎng)應用。
光纖溫度傳感器與傳統的溫度傳感器相比具有很多優(yōu)點(diǎn):
1、光波不產(chǎn)生電磁干擾,也不怕電磁干擾;
2、易被各種光探測器件接收,可方便地進(jìn)行光電或電光轉換;
3、易與高度發(fā)展的現代電子裝置和計算機相匹配;
4、光纖工作頻率寬,動(dòng)態(tài)范圍大,是一種低損耗傳輸線(xiàn);
5、光纖本身不帶電,體積小質(zhì)量輕,易彎曲,抗輻射性能好,特別適合于易燃、易爆、空間受?chē)栏裣拗萍皬婋姶鸥蓴_等惡劣環(huán)境下使用。
光纖溫度傳感器按其工作原理可分為功能型和傳輸型兩種。功能型光纖溫度傳感器是利用光纖的各種特性f相位、偏振、強度等)隨溫度變換的特點(diǎn),進(jìn)行溫度測定。這類(lèi)傳感器盡管具有”傳”、”感”合一的特點(diǎn),但也增加了增敏和去敏的困難。傳輸型光纖溫度傳感器的光纖只是起到光信號傳輸的作用,以避開(kāi)測溫區域復雜的環(huán)境,對待測對象的調制功能是靠其他物理性質(zhì)的敏感元件來(lái)實(shí)現的。這類(lèi)傳感器由于存在光纖與傳感頭的光耦合問(wèn)題,增加了系統的復雜性,且對機械振動(dòng)之類(lèi)的干擾較敏感。
1、光纖溫度傳感器在電力系統有著(zhù)重要的應用,電力電纜的表面溫度及電纜密集區域的溫度監測監控; 高壓配電裝置內易發(fā)熱部位的監測; 發(fā)電廠(chǎng)、變電站的環(huán)境溫度檢測及火災報警系統; 各種大、中型發(fā)電機、變壓器、電動(dòng)機的溫度分布測量、熱動(dòng)保護以及故障診斷; 火力發(fā)電廠(chǎng)的加熱系統、蒸汽管道、輸油管道的溫度和故障點(diǎn)檢測; 地熱電站和戶(hù)內封閉式變電站的設備溫度監測等等。
2、光纖溫度傳感特別是光纖光柵溫度傳感器很容易埋入材料中對其內部的溫度進(jìn)行高分辨率和大范圍地測量, 因而被廣泛的應用于建筑、橋梁上。美國、英國、日本、加拿大和德國等一些發(fā)達國家早就開(kāi)展了橋梁安全監測的研究, 并在主要大橋上都安裝了橋梁安全監測預警系統, 用來(lái)監測橋梁的應變、溫度加速度、位移等關(guān)鍵安全指標。1
3、航空航天業(yè)是一個(gè)使用傳感器密集的地方,一架飛行器為了監測壓力、溫度、振動(dòng)、燃料液位、起落架狀態(tài)、機翼和方向舵的位置等, 所需要使用的傳感器超過(guò) 100 個(gè), 因此傳感器的尺寸和重量變得非常重要。光纖傳感器從尺寸小和重量輕的優(yōu)點(diǎn)來(lái)講, 幾乎沒(méi)有其他傳感器可以與之相比。
4、傳感器的小尺寸在醫學(xué)應用中是非常有意義的, 光纖光柵傳感器是現今能夠做到最小的傳感器。光纖光柵傳感器能夠通過(guò)最小限度的侵害方式對人體組織功能進(jìn)行內部測量, 提供有關(guān)溫度、壓力和聲波場(chǎng)的精確局部信息。光纖光柵傳感器對人體組織的技術(shù)相當豐富。對于光纖溫度傳感器的研究占到將近所有光纖傳感器研究的 20%。
光纖溫度傳感器的研究, 除對現有器件進(jìn)行外場(chǎng)驗證、完善和提高外, 目前有以下幾個(gè)發(fā)展動(dòng)向: 大力發(fā)展測量溫度分布的測量技術(shù), 即由對單個(gè)點(diǎn)的溫度測量到對光纖沿線(xiàn)上溫度分布, 以及大面積表面溫度分布的測量; 開(kāi)發(fā)包括測量溫度在內的多功能的傳感器; 研制大型傳感器陣列, 實(shí)現全光學(xué)遙測。