光纖溫度傳感器的應(yīng)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

與別的廠家相比，華光天銳光纖直徑為2mm

可達(dá)狹小空間，易擾曲。無需校準(zhǔn)。

光纖本身特性抗擾能力強(qiáng)

對(duì)電磁場(chǎng)干擾免疫，耐受高壓，不懼輻射

測(cè)溫特性：

測(cè)溫范圍廣，精度高，響應(yīng)快，防燃防爆

應(yīng)用特性：

單點(diǎn)測(cè)溫，易于組網(wǎng)，成本低，創(chuàng)新傳統(tǒng)測(cè)溫方案

主要應(yīng)用：

電力行業(yè)，石油化工，醫(yī)療，礦山，半導(dǎo)體加工等

干式變壓器、電抗器等電力設(shè)備運(yùn)行中，其繞組內(nèi)部的鐵芯發(fā)熱問題一直存在并困擾著用戶。由于設(shè)備運(yùn)行中電磁干擾嚴(yán)重，且 發(fā)熱點(diǎn)安裝環(huán)境狹小，對(duì)傳感器尺寸有特殊要求。傳統(tǒng)測(cè)溫產(chǎn)品在應(yīng)用上受較大限制，難以滿足使用要求；為讓用戶實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)此類設(shè) 備發(fā)熱點(diǎn)的溫度，福州華光天銳光電科技有限公司專門開發(fā)了應(yīng)該光纖測(cè)溫傳感器。 產(chǎn)品采用光纖傳感器，將內(nèi)部溫度信號(hào)通過光纖傳輸出來，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控；考慮到發(fā)熱點(diǎn)不止一處，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)多發(fā)熱點(diǎn)的測(cè)溫， 實(shí)用性大大提升。
光纖溫度傳感器是上世紀(jì)70年代發(fā)展起來的一門新型的測(cè)溫技術(shù)，也是光纖傳感器家族中的一個(gè)大類產(chǎn)品。它基于光信號(hào)傳送信息，具有絕緣、抗電磁干擾、耐高電壓等優(yōu)勢(shì)特征。在國外，光纖溫度傳感器發(fā)展很快，形成了多種型號(hào)的產(chǎn)品，并已應(yīng)用到多個(gè)領(lǐng)域，取得了很好的效果。國內(nèi)在這方面的研究也如火如荼，多個(gè)大學(xué)、研究所與公司展開合作，研發(fā)了多種光纖測(cè)溫系統(tǒng)投入到了現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用。

光纖溫度傳感器與傳統(tǒng)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(cè)器件接收，可方便地進(jìn)行光電或電光轉(zhuǎn)換；

3、易與高度發(fā)展的現(xiàn)代電子裝置和計(jì)算機(jī)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；

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、空間受嚴(yán)格限制及強(qiáng)電磁干擾等惡劣環(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(qiáng)度等)隨溫度變換的特點(diǎn)，進(jìn)行溫度測(cè)定。這類傳感器盡管具有”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(hào)傳輸?shù)淖饔?，以避開測(cè)溫區(qū)域復(fù)雜的環(huán)境，對(duì)待測(cè)對(duì)象的調(diào)制功能是靠其他物理性質(zhì)的敏感元件來實(shí)現(xiàn)的。這類傳感器由于存在光纖與傳感頭的光耦合問題，增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性，且對(duì)機(jī)械振動(dòng)之類的干擾較敏感。

1、光纖溫度傳感器在電力系統(tǒng)有著重要的應(yīng)用，電力電纜的表面溫度及電纜密集區(qū)域的溫度監(jiān)測(cè)監(jiān)控; 高壓配電裝置內(nèi)易發(fā)熱部位的監(jiān)測(cè); 發(fā)電廠、變電站的環(huán)境溫度檢測(cè)及火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng); 各種大、中型發(fā)電機(jī)、變壓器、電動(dòng)機(jī)的溫度分布測(cè)量、熱動(dòng)保護(hù)以及故障診斷; 火力發(fā)電廠的加熱系統(tǒng)、蒸汽管道、輸油管道的溫度和故障點(diǎn)檢測(cè); 地?zé)犭娬竞蛻魞?nèi)封閉式變電站的設(shè)備溫度監(jiān)測(cè)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(duì)其內(nèi)部的溫度進(jìn)行高分辨率和大范圍地測(cè)量, 因而被廣泛的應(yīng)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(dá)國家早就開展了橋梁安全監(jiān)測(cè)的研究, 并在主要大橋上都安裝了橋梁安全監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng), 用來監(jiān)測(cè)橋梁的應(yīng)變、溫度加速度、位移等關(guān)鍵安全指標(biāo)。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(jiān)測(cè)壓力、溫度、振動(dòng)、燃料液位、起落架狀態(tài)、機(jī)翼和方向舵的位置等, 所需要使用的傳感器超過 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)來講, 幾乎沒有其他傳感器可以與之相比。

4、傳感器的小尺寸在醫(yī)學(xué)應(yīng)用中是非常有意義的, 光纖光柵傳感器是現(xiàn)今能夠做到最小的傳感器。光纖光柵傳感器能夠通過最小限度的侵害方式對(duì)人體組織功能進(jìn)行內(nèi)部測(cè)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(duì)人體組織的技術(shù)相當(dāng)豐富。對(duì)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(duì)現(xiàn)有器件進(jìn)行外場(chǎng)驗(yàn)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(cè)量溫度分布的測(cè)量技術(shù), 即由對(duì)單個(gè)點(diǎn)的溫度測(cè)量到對(duì)光纖沿線上溫度分布, 以及大面積表面溫度分布的測(cè)量; 開發(fā)包括測(cè)量溫度在內(nèi)的多功能的傳感器; 研制大型傳感器陣列, 實(shí)現(xiàn)全光學(xué)遙測(cè)。