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光纤温度测量简介

什么是光纤?



光纤光纤实质上是光导管。称为光纤温度计的一类传感器通常是指那些利用黑体辐射物理学原理来测量较高温度的设备。对于温度较低的目标(比如说-100°C至400°C),可通过光纤链路激活各种传感材料(如荧光材料、半导体或液晶)来进行测量,在环保和远距离测量方面具有一定的优势。

优点



无论用于通讯还是红外线温度测量,对于工业环境和/或恶劣条件下的测量,光纤具有一些固有的优势:
  • 不受大型电机、变压器、焊接机等设备的电磁干扰(EMI)影响;
  • 不受无线通讯和闪电的射频干扰(RFI)影响;
  • 可安放在难于接近或难于查看的位置;
  • 可实现较小位置或精确位置的精细测量;
  • 不带电(非常适合在存在爆炸危险的场所使用);
  • 光纤电缆可放置在现有导线管、电缆槽中,也可捆在横梁、管子或线管上(无论是扩展安装还是改装翻新,都可轻松完成);
  • 有些电缆可承受300°C以上的环境温度,使用空气吹洗或水清洗时温度将更高。


应用



对于碱性金属和玻璃生产以及这些材料最初的热成型过程,光纤温度计在测量温度上所起到的巨大作用已获广泛认可。在发电领域中的典型应用是测量锅炉燃烧器火焰和锅炉管温度以及涡轮机的关键区域。对于环境恶劣的钢材及其他金属制造车间的轧制生产线,光纤温度计同样可以很好地运行。

典型应用包括各类锅炉、烧结作业、烤炉和干燥炉。自动化焊接、铜焊和退火设备通常会产生很强的电场,这会对传统传感器造成干扰。

水泥、耐火材料和化工行业中的高温处理作业也经常使用光纤温度检测。在温度稍低一些的塑料加工、造纸和食品加工领域,这项技术也正被越来越多地采用。光纤也用在熔接过程、溅镀过程和半导体行业的晶体生长过程中。

除直接辐射能量采集或双色法外,可对光纤玻璃进行掺杂,使其直接充当热点位置的辐射发射器,即同时用作传感器和传播媒介。西屋(Westinghouse)已开发出在核反应堆中进行分布式温度监测的这样一种方法。类似方法也可用于涡轮机或喷气发动机周围的火焰检测。集成了内部“热点”反映电路来确定热区的具体位置。

活动的温度测量系统在光纤顶端具有一个包含发冷光荧光材料的传感头(图1)。仪器封装内的脉冲光源激发荧光材料发出冷光,发光衰减率取决于温度。此类方法非常适用于不发光但温度约在400°C以下的高温表面。
光纤温度测量的类型
红外线热量监测系统 监测系统
DP1511、DP1521和DP1531非接触式红外线热量监测系统采用独特的技术方法监测和控制过程温度。这些设备将光纤技术或视线光学技术与先进的电子技术集于一体,可在不实际接触测量目标的情况下持续对红外线辐射(辐射大小与温度呈函数关系)进行实时监测。从而得到一个可提供卓越的精度、可重复性和快速响应速度的高度可靠的系统。

另外,FOB100系列还包含带1个、2个或4通道的高精度通用光纤温度计。它们使用一种原始算法分析输入信号,从而测量每个通道上的温度。
OS400检测器 高速温度检测器
OS4000系列高速工业级光纤红外线发射器可测量200至1600ºC(392至2912°F)的温度,提供三种标准的光学视场和三种标准的光纤电缆长度。此设备具有许多标准功能,如可调发射率、线性模拟输出、上下限报警电压输出、RS232 PC接口、内置激光瞄准器等。通过基于Windows的PC接口软件,用户可选择响应时间、峰值保持功能、上下限报警设定值以及数据记录等。设备采用节省空间的封装,外径2.5",长6"。其中包含安装支架和两个安装螺母。
iR2系列 双色比率光纤
OMEGA iR2TM 系列对于不易测量、环境恶劣的高温(300ºC至3000ºC)应用来说是最先进的仪器。非常适合于金属、玻璃、半导体等领域的测量和控制应用。iR2具有极快的速度和极高的精度,响应时间为10 ms,精度为满量程的0.2%。
便携式光纤数据记录器温度计 便携式光纤手持设备
HHTFO-101的功能非常多样。此单通道仪器采用电池供电,给了用户极大的自由度,可自由地从一个区域移动到另一区域,在各种关键检测点测量温度。HHTFO-101是一种非常实用的监测工具,适用于能源、工业和研究领域的各种应用,例如可用于在生产和发热试验中监测电力变压器中的热点。还可用于各种高压应用和微波/射频加热应用。

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