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

華光天銳光纖特點：探頭小巧

與別的廠家相比，華光天銳光纖直徑為2mm

可達狹小空間，易擾曲。無需校準(zhǔn)。

光纖本身特性抗擾能力強

對電磁場干擾免疫，耐受高壓，不懼輻射

測溫特性：

測溫范圍廣，精度高，響應(yīng)快，防燃防爆

應(yīng)用特性：

單點測溫，易于組網(wǎng)，成本低，創(chuàng)新傳統(tǒng)測溫方案

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)備運行中電磁干擾嚴(yán)重，且 發(fā)熱點安裝環(huán)境狹小，對傳感器尺寸有特殊要求。傳統(tǒng)測溫產(chǎn)品在應(yīng)用上受較大限制，難以滿足使用要求；為讓用戶實時監(jiān)測此類設(shè) 備發(fā)熱點的溫度，福州華光天銳光電科技有限公司專門開發(fā)了應(yīng)該光纖測溫傳感器。 產(chǎn)品采用光纖傳感器，將內(nèi)部溫度信號通過光纖傳輸出來，實現(xiàn)監(jiān)控；考慮到發(fā)熱點不止一處，可同時實現(xiàn)多發(fā)熱點的測溫， 實用性大大提升。
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溫技術(shù)，也是光纖傳感器家族中的一個大類產(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(yīng)用到多個領(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，多個大學(xué)、研究所與公司展開合作，研發(fā)了多種光纖測溫系統(tǒng)投入到了現(xiàn)場應(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：

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)代電子裝置和計算機相匹配；

4、光纖工作頻率寬，動態(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、強度等)隨溫度變換的特點，進行溫度測定。這類傳感器盡管具有”傳”、”感”合一的特點，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?shù)淖饔茫员荛_測溫區(qū)域復(fù)雜的環(huán)境，對待測對象的調(diào)制功能是靠其他物理性質(zhì)的敏感元件來實現(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，且對機械振動之類的干擾較敏感。

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)測監(jiān)控; 高壓配電裝置內(nèi)易發(fā)熱部位的監(jiān)測; 發(fā)電廠、變電站的環(huán)境溫度檢測及火災(zāi)報警系統(tǒng); 各種大、中型發(fā)電機、變壓器、電動機的溫度分布測量、熱動保護以及故障診斷; 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檢測; 地?zé)犭娬竞蛻魞?nèi)封閉式變電站的設(shè)備溫度監(jiān)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(nèi)部的溫度進行高分辨率和大范圍地測量, 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)達國家早就開展了橋梁安全監(jiān)測的研究, 并在主要大橋上都安裝了橋梁安全監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng), 用來監(jiān)測橋梁的應(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)是一個使用傳感器密集的地方,一架飛行器為了監(jiān)測壓力、溫度、振動、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 100 個, 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人體組織功能進行內(nèi)部測量, 提供有關(guān)溫度、壓力和聲波場的精確局部信息。光纖光柵傳感器對人體組織的技術(shù)相當(dāng)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(xiàn)有器件進行外場驗證、完善和提高外, 目前有以下幾個發(fā)展動向: 大力發(fā)展測量溫度分布的測量技術(shù), 即由對單個點的溫度測量到對光纖沿線上溫度分布, 以及大面積表面溫度分布的測量; 開發(fā)包括測量溫度在內(nèi)的多功能的傳感器; 研制大型傳感器陣列, 實現(xiàn)全光學(xué)遙測。