開(kāi)關(guān)柜測溫-光纖溫度傳感器應用溫度監測

2019年6月21日分類(lèi)：產(chǎn)品資訊

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點(diǎn)式光纖半導體溫度傳感器能對電力設備進(jìn)行安全監測，在有效維護應用質(zhì)量的基礎上，能夠借助溫度傳感元件約束測量過(guò)程。由于這類(lèi)傳感器本身的測量精度較高且原理簡(jiǎn)單，能提高操作的時(shí)效性，因此被廣泛應用在電力設備監測項目中，優(yōu)化溫度測定分析的實(shí)際水平。

光纖傳感器的特點(diǎn)

光纖傳感器本身具有絕緣、抗電磁干擾等特性，可以保證監測過(guò)程中的安全性，且耐腐蝕性、耐高溫性質(zhì)較為突出。將它應用在高直流電場(chǎng)中，能有效完善溫度的接觸式測量，且測量精度高，能建立相應的測量網(wǎng)絡(luò )，為后續電力設備運行自動(dòng)化監測工作的開(kāi)展奠定基礎。

在光纖溫度傳感技術(shù)應用過(guò)程中，國內外都將重點(diǎn)落在傳感器研究和光纖溫度管理方面，所以，光纖光柵溫度傳感器成為光纖溫度傳感技術(shù)研究項目的關(guān)鍵。在光纖分布式溫度測量系統體系內，光纖溫度傳感技術(shù)研究要結合火災預防、多點(diǎn)溫度控制等項目進(jìn)行統籌分析，但是其整體造價(jià)較高。

點(diǎn)式光纖溫度傳感器在實(shí)際應用過(guò)程中，基礎的測溫原理是半導體吸收光譜的臨界邊會(huì )隨著(zhù)溫度變化而變化，且會(huì )隨之產(chǎn)生相應的移動(dòng)，能在半導體晶片經(jīng)過(guò)光強度處理工序后建立有效的變化程度分析和判定。另外，半導體介質(zhì)在進(jìn)行光吸收的過(guò)程中，吸收率和半導體禁帶寬度有直接關(guān)系。溫度出現變化后，熱膨脹及溫度變化會(huì )影響晶體振動(dòng)狀態(tài)，使得禁帶的實(shí)際寬度參數發(fā)生變化，引起吸收的光譜率出現異常。

一定條件下，光源照射厚度不同。投射光強要借助 It ddt RR I αα???? = 1 e(1 ) e22對具體參數進(jìn)行測定。其中，R 表示整個(gè)光源照射體系的功率反射系數，和材料的折射率、消光系數以及入射角等存在比例關(guān)系；d 表示整個(gè)半導體結構的實(shí)際厚度；α 則表示半導體材料自身的吸收系數。結合實(shí)際測定數據，能有效分析相應體系的實(shí)際水平，并結合光源波長(cháng)判定函數關(guān)系，測算整個(gè)波長(cháng)范圍內的積分。也就是說(shuō)，在實(shí)際操作中選取入射寬譜光源和匹配的光電二極管，才能有效對透射光強進(jìn)行計算和分析，且相關(guān)參數也能隨著(zhù)環(huán)境溫度的變化呈現出不同的變化趨勢，有效提升溫度檢測工作的整體效率。

光纖傳感器系統在電力系統檢測中的實(shí)現

硬件實(shí)現電力系統中，開(kāi)關(guān)柜的運行水平非常關(guān)鍵，技術(shù)人員要整合斷路器，確保移動(dòng)小車(chē)和開(kāi)關(guān)柜能發(fā)揮實(shí)際價(jià)值。其中，高壓開(kāi)關(guān)柜本身的觸頭數量為6個(gè)，在上側和下側的三相上各分布一個(gè)，能有效提升系統運行的可靠性，并能借助觸頭實(shí)時(shí)監督和測定溫度。因此，要在系統高壓開(kāi)關(guān)柜溫度監測過(guò)程中完善探頭和電路 – 信號處理設施，并做到以下幾點(diǎn)。

第一，對光源進(jìn)行選擇，在自光源發(fā)出光后，經(jīng)過(guò)探頭的作用，透光強度會(huì )隨著(zhù)溫度變化逐漸發(fā)生改變，借助點(diǎn)式光纖溫度傳感器就能對透射光的強度予以溫度監測，保證工作得到落實(shí)。因此，技術(shù)人員在光源選擇方面要約束傳感器測量范圍，按照吸收譜臨界邊溫度變化進(jìn)行判定，有效獲取較寬的譜寬參數。需要注意，在光源波長(cháng)選擇方面，需結合吸收邊進(jìn)行充分的參數考量，將參數控制在 864 ～ 908 nm，以選取更加適宜的參數，為檢測光強擴大及中心波長(cháng)處理工作的全面開(kāi)展奠定基礎。

第二，探頭設計工作，結合傳感器本身的應用結構和原理，將其應用在電力系統高壓開(kāi)關(guān)柜觸點(diǎn)處理方面，對高壓電纜接頭進(jìn)行溫度測試，確保能為傳感器安裝工作提供基礎參數。在設計探頭的過(guò)程中，要分析和判定探頭的體積、熱平衡參數。一般會(huì )選擇導熱性能較好的銅材料，從而在一定程度上提高處理機制的時(shí)效性。

第三，信號處理電路設計。在傳感器信號處理工作中，要結合實(shí)際要求對核心單元進(jìn)行判定，有效整合單片機結構，利用高性能、低功耗的 8 位 AVR 微控制器有效判定相關(guān)參數，合理完善存儲器的管控工作，為獲取硬件接口電路提供保障，同時(shí)整合 RISC 精簡(jiǎn)指令保證結構的集成效果，為系統編程效果的優(yōu)化提供保障。

光纖測溫系統軟件應用

在電力設備監測體系內，結合傳感器應用效率和整體應用水平，除了對硬件結構進(jìn)行統籌管理外，還要完善軟件系統，確保相應系統元件能夠為安全監測工作的順利開(kāi)展奠定基礎。

第一，信號采集控制軟件系統，主要是對信號進(jìn)行及時(shí)性捕捉，并篩選和匯總存儲信號信息，以備后續制定相應的動(dòng)作指令。需要注意，信號采集處理控制系統中，要關(guān)注數據信息的真實(shí)性，得到完善的整體監督控制質(zhì)量。

第二，信號濾波軟件結構，主要是分析和判定濾波參數，結合相關(guān)參數判定結果的時(shí)效性，具體分析和處理相關(guān)情況。

第三，平均插值計算軟件，是一款計算功能較強的軟件體系，能對平均插值進(jìn)行實(shí)時(shí)計算和核查，以備后續完善計算結果和數據對比分析效率。

第四，顯示輸出的軟件結構，在所有工序結束后，要借助輸出軟件完成數據處理和輸出。為進(jìn)一步落實(shí)設備安全實(shí)時(shí)監測，要結合反饋參數提升監測過(guò)程的時(shí)效性。

此外，在信息采集工作中，技術(shù)部門(mén)要將采集結構和應用體系之間的關(guān)系作為研究重點(diǎn)，有效完善采集流程和上機位通訊過(guò)程的合理性，并升級采集過(guò)程，確保實(shí)時(shí)性和應用效果的完整性。最重要的是，軟件系統的應用要將 CPU 提升作為前提，在整合利用效率的基礎上，對軟件流程的初始化操作質(zhì)量、功能處理操作指令及定時(shí)中斷功能指令等進(jìn)行集中分析和判定，合理性完善管控標準。

傳感器在電力設備監測中的應用過(guò)程在對點(diǎn)式光纖溫度傳感器進(jìn)行全面分析和系統優(yōu)化的基礎上，將其應用在10kV 高壓開(kāi)關(guān)柜結構中進(jìn)行試用，能有效形成9點(diǎn)監測。在傳統技術(shù)基礎上進(jìn)行系統校對和試驗測試，將光纖傳感器直接置于設備的電熱恒溫箱中，有效滿(mǎn)足溫控效率。實(shí)驗過(guò)程中，溫度從室溫條件逐漸上升。操作人員要測定不同溫度間隔的恒溫箱溫度和系數模擬輸出量，有效整合溫度值，完善最終的處理效果。在熱電偶溫度計和水銀溫度傳感器共同作用的基礎上，得出相應的溫度參數。利用熱電偶溫度計和水銀溫度計檢測溫度后，就能將其作為恒溫箱溫度參考數值。

實(shí)際測定工作中，為全面了解光纖溫度傳感器在運行過(guò)程中的時(shí)間穩定性，要注重連續測量后的數據反饋，確保能選擇控溫的基礎條件，并在此基礎上得出光纖溫度傳感器隨時(shí)間變化形成的差異化測量結果，

光纖溫度計時(shí)間穩定性測試曲線(xiàn)

不難發(fā)現，在時(shí)間不斷累積的背景下，測量溫度存在不穩定性。結合測量信息能對溫度傳感器的溫度漂移效果進(jìn)行判定，并探究溫度傳感器測量精度?？梢?jiàn)，時(shí)間的穩定性對監測過(guò)程質(zhì)量具有重要意義。另外，傳感器主要利用光纖技術(shù)，耐高溫，能將傳感器直接置于控溫體系中。將溫度控制在 -20 ～125 ℃，系統也能形成常態(tài)化工作。