光纖溫度傳感技術和其應用說明
光纖測溫技術主要分為熒光式測溫儀技術和砷化鎵技術。加拿大OSENSA公司設計的光纖溫度傳感系統使用熒光式光纖測溫儀技術,是基于純光學原理,通過熒光材料的溫度特性來進行測溫的。該技術對電磁干擾天然免疫,穩定性、可靠性和精度極高。同時,產品尺寸微小、使用壽命超過40年。適用于存在高電壓、強電磁場、腐蝕等惡劣工業環境應用,尤其是對精確量測有很強的需求,且對監測結果的穩定性和可靠性要求極高的行業應用領域。
熒光光纖溫度傳感器探頭是由多模光纖和在其頂部安裝的熒光物體(膜)組成。熒光物質在受到一定波長(受激譜)的光激勵后,受激輻射出熒光能量。激勵撤消后,熒光余輝的持續性只取決于熒光物質特性和環境溫度這兩個因素。這種受激發熒光通常是按指數方式衰減的,我們稱衰減的時間常數為熒光壽命或熒光余輝時間??茖W發現在不同的環境溫度下,熒光余輝衰減也不同。因此通過測量熒光余輝壽命的時間常數,就可以得知當時的環境溫度。
我公司目前是OSENSA公司在中國區的總代理。
使用該技術進行溫度測量的精確度小于±1.0℃。見如下示意圖:
光纖溫度在線監測系統
一般光纖測溫系統由信號調節器(控制器)、光纖傳感器、貫通器(貫通盤)等相關附件組成。
光纖傳感技術是伴隨著光導纖維和光纖通信技術發展而形成的一門先進的傳感技術。與計算機技術、通訊技術被稱為當今信息產業三大支柱技術之一。由于其工作范圍廣、線性度好、抗干擾性能強、體積小、可靠性高等特點和優勢,被廣泛應用于高電壓、大噪聲、高溫、強腐蝕性等很多特殊環境下的設備監測。目前,已經在電壓等級從11kV到1000kV的各種電力設備,如變壓器、開關柜、電抗器發電機等得到廣泛應用。同時,在世界上七十多個國家安全運行了三十多年的實際應用經驗,證明了該系統的安全性、可靠性,并且也能為泛在電力物聯網的建立提供實時、準確、基礎的數字化信息。
光纖溫度在線監測系統,是專門針對高壓電氣設備溫度監測監控應用而設計的,它采用光學原理的傳感器件和光信號傳輸通道,有著良好的電磁不敏感性,傳感器尺寸小,可靠穩定,易于在狹小的高壓設備內部安裝,能很好地適應高壓和大電流的檢測環境,從根本上解決了電類、壓力類及紅外測溫系統的缺陷。構成光纖傳感器測溫探頭的材料絕緣性能、化學和機械性能極佳,特別適合應用于高壓環境,不會給大系統帶來負面影響。
國際上IEC60076-2(最新版)標準、國家電網發布的《高壓設備智能化技術導則》(Q/GDW2410-2010)和2017版的《電力工程設計手冊》等文件已經對開關柜、變壓器等電力設備使用光纖測溫做了相關規定。
國際標準IEC關于光纖測溫點的要求
應用領域
一、開關柜
主要針對開關柜的高壓開關觸頭、母排、電纜接頭等部位進行實時溫度監測。
二、變壓器
主要針對變壓器/電抗器的繞組、鐵芯及變壓器油面等部位進行實時溫度監測。
三、發電機
主要針對發電機的定子繞組、鐵芯、匯流銅環、壓指、轉子繞組、滑環、阻尼條、出口水溫等部位進行實時溫度監測。
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