ما هو مسبار استشعار درجة الحرارة الفلوري الذي يعمل بالألياف الضوئية؟
تحديد موقع المنتج
هذا الجهاز مناسب للمستخدمين الذين يبحثون عن مسبار درجة الحرارة بالألياف الضوئية, مستشعر درجة الحرارة الفلوري الذي يعمل بالألياف الضوئية, مستشعر درجة الحرارة البصري الذي يعمل طوال العمر الافتراضي, مسبار درجة حرارة لفائف المحول أو مسبار مستشعر درجة حرارة لوحة التوزيع الكهربائية.
مبدأ قياس عمر بقاء التوهج الفلوري
يحتوي طرف الاستشعار على مادة فلورية. وعندما يتم إثارة هذه المادة بالضوء، فإنها تصدر إشارة توهج متبقي. ويتلاشى هذا التوهج تدريجيًا، ويتغير زمن التلاشي تبعًا لدرجة الحرارة. ويقوم جهاز المراقبة برصد زمن التلاشي هذا وتحويله إلى قيمة لدرجة الحرارة.
الإثارة الضوئية
يرسل جهاز المراقبة نبضة ضوئية عبر الألياف الضوئية إلى طرف الاستشعار.
عودة إشارة الشفق
تنبعث المادة الفلورية إشارة ضوئية مرتدة بعد إثارتها.
الكشف مدى الحياة
يقوم جهاز المراقبة بتحليل زمن تلاشي الإشارة المرتدة بدلاً من الاعتماد فقط على شدة الإشارة.
حساب درجة الحرارة
يتم تحويل مدة الاضمحلال إلى قراءة لدرجة الحرارة استنادًا إلى بيانات المعايرة.
لماذا يُعد قياس العمر الافتراضي أمرًا مهمًا؟
يُعتبر القياس على مدى العمر الافتراضي أقل تأثراً بتقلبات الطاقة الضوئية، وفقدان الإشارة عند الموصلات، وانحناء الألياف، وتقادم مصدر الضوء، مقارنةً بالقياس البصري القائم على الشدة. وهذا يجعله مفيداً في مراقبة درجات الحرارة الصناعية على المدى الطويل.
المزايا الرئيسية لاستشعار عمر الفلورة
قياس مستقر في المجال الزمني
يعتمد القياس على زمن انحلال الفلورة، مما يساعد على تحسين الاستقرار عند تغير شدة الإشارة الضوئية أثناء التشغيل على المدى الطويل.
العزل الكهربائي عند نقطة القياس
نقطة الاستشعار بصرية وعازلة، مما يجعلها مناسبة لمعدات الطاقة التي قد تثير فيها أسلاك الإشارات الكهربائية مخاوف تتعلق بالعزل.
مقاومة التداخل الكهرومغناطيسي
مسار الاستشعار بالألياف الضوئية محصن ضد التداخل الكهرومغناطيسي، وهو أمر مهم في تطبيقات المحولات والمفاتيح الكهربائية والمولدات.
مسبار مدمج من النوع النقطي
تم تصميم جهاز الاستشعار لقياس النقاط الساخنة المحلية، ويمكن تخصيصه للاستخدام في المساحات الضيقة، أو المواقع المدمجة، أو نقاط التلامس السطحية، أو هياكل الخزانات المدمجة.
تركيب مرن
تتيح الألياف الضوئية وضع نقطة الاستشعار داخل المعدات عالية الجهد، بينما يتم تركيب جهاز المراقبة في مكان أكثر أمانًا ويسهل الوصول إليه.
المواصفات الفنية
| بند المواصفات | التكوين القياسي / الاختياري |
|---|---|
| اسم المنتج | مسبار استشعار درجة الحرارة بالألياف الضوئية الفلورية |
| نوع المستشعر | مستشعر درجة الحرارة البصري من النوع النقطي |
| مبدأ القياس | قياس درجة الحرارة باستخدام عمر بقاء الإشعاع الفلوري |
| نوع الإشارة عند نقطة الاستشعار | الإشارة الضوئية |
| نطاق درجات الحرارة | من -40 درجة مئوية إلى +260 درجة مئوية |
| الدقة | من ±0.5 درجة مئوية إلى ±1 درجة مئوية |
| القرار | 0.1 درجة مئوية |
| زمن الاستجابة | أقل من ثانية واحدة |
| قطر المسبار | من 2 مم إلى 3 مم، قابلة للتخصيص |
| طول الألياف | من 0 م إلى 80 م، قابل للتخصيص |
| نوع الألياف | الألياف الضوئية الكوارتزية |
| هيكل المسبار | قياسية، مصغرة، مدرعة، مثبتة على السطح، أو مصممة حسب الطلب |
| مواد البناء | الفولاذ المقاوم للصدأ، أو غلاف معزول، أو هيكل مُدرع، أو غلاف مصمم حسب الطلب |
| العزل الكهربائي | هيكل استشعار عازل كهربائيًا |
| القدرة على تحمل الجهد العالي | أكثر من 100 كيلوفولت |
| مقاومة التداخل الكهرومغناطيسي | مناسب للاستخدام في البيئات ذات المجال الكهرومغناطيسي القوي |
| العمر التشغيلي | أكثر من 25 عامًا |
| التطبيقات النموذجية | ملفات المحولات، نقاط التلامس في أجهزة التبديل الكهربائية، وصلات القضبان الموصلة، أطراف الكابلات، قابس وحدة RMU، خزانة GIS، ملفات المولدات |
| جهاز متوافق | جهاز مراقبة درجة الحرارة بالألياف الضوئية أحادي القناة أو متعدد القنوات |
| التخصيص | قطر المسبار، وطول الألياف، ورأس الاستشعار، والغلاف، والموصل، وهيكل التثبيت |
هيكل المنتج
رأس استشعار فلوري
يحتوي طرف الاستشعار على المادة الفلورية، ويتم وضعه عند نقطة القياس المستهدفة.
الألياف البصرية الكوارتزية
تنقل الألياف الضوئية ضوء الإثارة وإشارات الفلورة المرتدة بين المجس وجهاز المراقبة.
جسم المسبار المعزول
يمكن تصميم جسم المجس بهيكل عازل لتركيبه في المعدات عالية الجهد.
المساكن الوقائية
يمكن اختيار الغلاف وفقًا لمستوى الحماية الميكانيكية، ومقاومة الزيت، وطريقة التركيب، وهيكل الجهاز.
واجهة جهاز المراقبة
يعمل المسبار مع جهاز مراقبة درجة الحرارة الذي يعمل بالألياف الضوئية، والذي يوفر وظائف الإثارة، وكشف الإشارة، وحساب درجة الحرارة، والإخراج.
المقارنة مع GaAs، وشدة الفلورة، ومستشعرات درجة الحرارة من نوع FBG
تستخدم تقنيات الاستشعار البصري لدرجة الحرارة المختلفة آليات إشارة مختلفة. ويعتمد الاختيار الأمثل على ما إذا كان التطبيق يتطلب قياس نقطة ساخنة محددة، أو استشعارًا متعدد النقاط، أو الكشف القائم على الشدة، أو إزالة التضمين القائمة على الطول الموجي.
| عنصر المقارنة | مستشعر عمر الفلورة | مستشعر ضوئي من الزركونيد الألومنيوم (GaAs) | مستشعر شدة الفلورة | مستشعر FBG |
|---|---|---|---|---|
| المبدأ | عمر انحلال البقايا الفلورية | الامتصاص الضوئي لأشباه الموصلات | شدة إشارة الفلورة | انزياح الطول الموجي وفقًا لـ براغ |
| أساس الإشارة | إشارة التلاشي في المجال الزمني | تغير الامتصاص الضوئي | شدة الضوء المرتد | تغير الطول الموجي |
| تأثير الخسارة الضوئية | منخفض | يعتمد على النظام | مرتفع نسبيًا | يتطلب إزالة التضمين الطولي |
| قياس النقاط الساخنة | مناسب جدًا | مناسبة لتصاميم معينة | مناسب عندما يكون المسار البصري مستقرًا | هذا ممكن، لكنه يُستخدم غالبًا في شبكات الاستشعار القائمة على الشبكات |
| المعدات الكهربائية عالية الجهد | مناسب لقياس النقاط المعزولة | يعتمد ذلك على تصميم العبوة | يعتمد ذلك على العبوة والاستقرار البصري | يتطلب التعامل بحذر مع السلالة ودرجة الحرارة |
| سبب الاختيار المعتاد | قياس درجة الحرارة عند نقطة ثابتة في بيئات التداخل الكهرومغناطيسي ذات الجهد العالي | القياس البصري لدرجة حرارة أشباه الموصلات | استجابة ضوئية بسيطة تعتمد على الشدة | الاستشعار بالألياف الضوئية القائم على الطول الموجي والمراقبة متعددة النقاط |
ميزة مقارنة باستشعار شدة الفلورة
يعتمد استشعار شدة الفلورة بشكل مباشر أكثر على قوة الضوء المرتد. أما استشعار العمر الافتراضي فيركز على زمن الاضمحلال، ولذلك فهو أقل حساسية تجاه الفقد البصري وتقلبات قوة الإشارة.
ميزة على تقنية FBG في قياس النقاط المدمجة
تُعد مستشعرات FBG مفيدة في عمليات الاستشعار عبر الألياف الضوئية القائمة على الطول الموجي. أما مجسات عمر الفلورة فهي أكثر مباشرةً في حالة النقاط الساخنة المدمجة، حيث يُعد العزل ومقاومة التداخل الكهرومغناطيسي والقياس الموضعي المتطلبات الرئيسية.
ميزة مقارنةً بـ GaAs في مراقبة النقاط الساخنة الكهربائية
يعتمد الاستشعار البصري باستخدام GaAs على خصائص امتصاص أشباه الموصلات. ويوفر الاستشعار القائم على عمر الفلورة بنية استشعار عملية لقياس درجة الحرارة النقطية تحت الجهد العالي في المعدات الكهربائية.
مقارنة مع مستشعرات PT100 والمستشعرات الحرارية
تُستخدم مستشعرات PT100 والمستشعرات الحرارية على نطاق واسع في قياس درجات الحرارة في المجال الصناعي العام. ويُفضل استخدام المجسات الضوئية الفلورية بشكل أساسي عندما تتطلب نقطة القياس عزلًا ضوئيًا ومقاومة للتداخل الكهرومغناطيسي.
| عنصر المقارنة | مسبار درجة الحرارة الفلوري الذي يعمل بالألياف الضوئية | مستشعر PT100 / مستشعر مزدوج حراري |
|---|---|---|
| الإشارة عند نقطة القياس | الإشارة الضوئية | إشارة كهربائية |
| العزل الكهربائي | هيكل بصري عازل | يتطلب تصميمًا للعزل وحماية للأسلاك الكهربائية |
| مقاومة التداخل الكهرومغناطيسي | مقاوم للتداخل الكهرومغناطيسي | قد تتأثر في البيئات ذات التيار الكهربائي القوي |
| البيئة النموذجية | المعدات ذات الجهد العالي والحساسة للتداخل الكهرومغناطيسي | الطرق التقليدية لقياس درجة الحرارة في المجال الصناعي |
| نقطة قياس نموذجية | ملفوف، تلامسي، قضيب توزيع، طرف كابل، قابس وحدة RMU | خزانات، أسطح الآلات، معدات المعالجة |
| منطق الاختيار | اختر الحالات التي تتطلب العزل والحماية من التداخل الكهرومغناطيسي (EMI) | اختر الحالات التي يُسمح فيها باستخدام أجهزة الاستشعار الكهربائية |
مجالات التطبيق
قياس درجة حرارة لفات المحولات الكهربائية
يمكن تركيب المجس بالقرب من نقاط ارتفاع درجة الحرارة في لفات المحولات من أجل القياس البصري المباشر لدرجة الحرارة في المحولات من النوع الجاف أو المغمورة بالزيت.
نقاط القياس النموذجية للمحولات
- نقطة سخونة في ملف محول من النوع الجاف
- نقطة سخونة في لفائف محول مغمور بالزيت
- نقطة درجة الحرارة الداخلية للجهد العالي
- منطقة خاصة لملفات المحولات
مراقبة درجة حرارة ملامسات المفاتيح الكهربائية
يمكن استخدام المجس بالقرب من نقاط التلامس في قواطع الدائرة الكهربائية، ونقاط التلامس المتحركة/الثابتة، ونقاط التوصيل في الخزانة حيث قد يحدث ارتفاع محلي في درجة الحرارة.
نقاط القياس النموذجية في أجهزة التبديل الكهربائية
- ملامس قاطع الدائرة
- وصلة قضيب التوصيل
- طرف كابل
- ملامس قاطع الدائرة
- نقطة توصيل خزانة الجهد العالي
الكشف عن النقاط الساخنة في وصلات قضبان التوصيل
يمكن استخدام المجس لمراقبة درجة الحرارة محليًّا وبشكل مباشر عند وصلات قضبان التوصيل النحاسية ومواضع التوصيلات الكهربائية ذات التيار العالي.
مراقبة وصلات الكابلات وأطراف الكابلات
يمكن استخدام المسبار في مناطق توصيل الكابلات المدمجة التي يُعد فيها العزل ومساحة الخزانة ومراقبة النقاط الساخنة المحلية من العوامل المهمة.
مراقبة درجة حرارة قابس وحدة الدائرة الرئيسية
يمكن اختيار هياكل مجسات مصغرة أو مخصصة لتوصيلات قابس وحدة RMU ومواضع موصلات الكابلات المعزولة.
نظام معلومات الجغرافية (GIS) لمراقبة درجة حرارة الخزانة
يمكن استخدام المسبار في مواقع محددة داخل خزانة نظام المعلومات الجغرافية (GIS) حيث يتطلب الأمر عزلًا بصريًّا وتوجيهًا مستقرًا للإشارات.
قياس درجة حرارة لفائف المولد
يمكن للمسبار أن يدعم القياس البصري لدرجة الحرارة في مناطق لفات المولدات التي تتعرض لتداخل كهرومغناطيسي قوي.
خيارات التخصيص
قطر المسبار
يمكن تخصيص المسبار ليتناسب مع الفجوات الضيقة، والمواقع المدمجة، ونقاط التلامس السطحية، والخزانات الكهربائية المدمجة.
طول الألياف
يمكن تصميم الألياف وفقًا للمسافة الفاصلة بين نقطة القياس وجهاز المراقبة.
هيكل طرف الاستشعار
يمكن تصميم طرف الاستشعار بحيث يتلامس مع السطح، أو ليُستخدم في القياس المدمج، أو لتركيبه في اللفات، أو للقياس على عمق أكبر.
الإسكان والحماية
يمكن اختيار هياكل الإسكان المختلفة وفقًا للقوة الميكانيكية، ومتطلبات العزل، ومقاومة الزيت، وطريقة التركيب.
طريقة التركيب
يمكن اختيار الهياكل المثبتة على السطح، أو المدمجة، أو المُدرعة، أو المعزولة، أو المصممة خصيصًا للمشروع، وفقًا لنقطة القياس.
أجهزة المراقبة المتوافقة
يعمل المسبار مع أجهزة مراقبة درجة الحرارة التي تعمل بالألياف الضوئية، والتي توفر وظائف إضاءة الإثارة، وكشف الإشارات، وحساب درجة الحرارة، والعرض، والإنذار، وإخراج البيانات.
جهاز أحادي القناة
مناسب لنقطة قياس واحدة أو لموقع نقطة ساخنة مخصص واحد.
جهاز متعدد القنوات
مناسب لاستخدام نقاط قياس متعددة في المحولات، وأجهزة التبديل الكهربائية، وقضبان التوزيع، ومحطات توصيل الكابلات، أو أنظمة مراقبة المعدات الكهربائية الكاملة.
تكامل الأنظمة
اعتمادًا على جهاز المراقبة المحدد، يمكن توصيل النظام بلوحات التحكم المحلية أو وحدات الإنذار أو منصات المراقبة الأعلى مستوى.
كيفية اختيار المجس المناسب
التأكد من المعدات
حدد ما إذا كان جهاز الفحص سيُستخدم مع المحولات، أو لوحات التوزيع، أو القضبان الموصلة، أو وصلات الكابلات، أو وحدات RMU، أو أنظمة GIS، أو المولدات، أو أي معدات أخرى.
تأكيد نقطة القياس
حدد الموقع الدقيق للنقطة الساخنة أو السطح المراد قياسه.
التأكد من المساحة المخصصة للتركيب
تحقق من المساحة المتاحة، وطريقة التثبيت، ومسار التوصيل، ومتطلبات الحماية الميكانيكية.
التحقق من نظام المراقبة
اختر جهاز المراقبة المناسب وفقًا لعدد نقاط القياس ومتطلبات خرج النظام.
التحقق من بيئة التشغيل
يجب مراعاة مستوى الجهد، ومسافة العزل، وبيئة الزيت، والإجهاد الميكانيكي، وظروف التشغيل على المدى الطويل.
معلومات موصى بها لاختيار المسبار
| المعلومات المطلوبة | مثال |
|---|---|
| نوع المعدات | محول، لوحة توزيع، قضيب توزيع، وصلة كابل، وحدة RMU، نظام GIS، أو مولد كهربائي |
| نقطة القياس | نقطة التوصيل الملفوفة، نقطة التلامس، وصلة القضيب الموصّل، طرف الكابل، أو وصلة القابس |
| عدد نقاط القياس | نقطة واحدة أو نقاط متعددة |
| هيكل التركيب | مُدمجة، مُثبتة على السطح، مُدرعة، مُعزولة أو مصممة حسب الطلب |
| نظام المراقبة | جهاز أحادي القناة أو متعدد القنوات |
| بيئة التشغيل | الجهد العالي، بيئة الزيت، خزانة مدمجة، تداخل كهرومغناطيسي قوي، أو التشغيل على المدى الطويل |
الأسئلة الشائعة
ما هو مسبار استشعار درجة الحرارة الفلوري الذي يعمل بالألياف الضوئية؟
وهو مسبار حراري بصري من النوع النقطي يستخدم قياس مدة بقاء الوهج الفلوري لاستشعار درجة الحرارة المحلية.
كيف يعمل قياس درجة الحرارة باستخدام عمر الفلورة؟
تصدر المادة الفلورية إشارة متوهجة بعد الإثارة الضوئية. ويقوم جهاز المراقبة بحساب درجة الحرارة استنادًا إلى مدة تلاشي تلك الإشارة.
لماذا يعتبر قياس العمر أكثر استقرارًا من قياس الشدة؟
يركز قياس العمر التشغيلي على زمن الانحلال بدلاً من قوة الإشارة المطلقة، ولذلك فهو أقل تأثراً بالفقد البصري وتقلبات شدة الضوء.
كيف يختلف ذلك عن استشعار درجة الحرارة باستخدام تقنية FBG؟
تستخدم مستشعرات FBG تغير الطول الموجي، في حين تستخدم مجسات عمر الفلورة زمن انحلال التوهج المتبقي. وتُعد مجسات الفلورة مناسبة بشكل خاص لقياس النقاط الساخنة المدمجة.
كيف يختلف ذلك عن الاستشعار البصري باستخدام زرنيخيد الغاليوم (GaAs)؟
يعتمد الاستشعار باستخدام GaAs على خصائص الامتصاص الخاصة بأشباه الموصلات. أما الاستشعار القائم على عمر الفلورة فيعتمد على زمن انحلال المادة الفلورية، وهو مناسب لرصد النقاط الساخنة الكهربائية من النوع النقطي.
هل هذا المسبار مناسب لملفات المحولات؟
نعم. يمكن استخدامه لقياس نقاط الحرارة المرتفعة في لفات المحولات عندما يتوافق هيكل المجس مع تصميم اللفات والعزل.
هل يمكن استخدامه في لوحات التوزيع الكهربائية؟
نعم. يمكن استخدامه في نقاط التلامس، ووصلات القضبان الموصلة، وأطراف الكابلات، وغيرها من النقاط الساخنة في الخزانة.
هل يمكن تخصيص المسبار؟
نعم. يمكن تخصيص هيكل المجس وفقًا لنقطة القياس ومساحة التركيب وبيئة المعدات.
ما هو جهاز المراقبة المطلوب؟
يجب أن يعمل المسبار مع جهاز مراقبة درجة الحرارة بالألياف الضوئية الذي يوفر الإثارة، وكشف الإشارة، وإخراج قراءة درجة الحرارة.
ما هي المعلومات المطلوبة لعملية الاختيار؟
عادةً ما تكون هناك حاجة إلى تحديد نوع المعدات، ونقطة القياس، وهيكل التركيب، وعدد نقاط المراقبة، وبيئة التشغيل.
مسبار مستشعر درجة الحرارة بالألياف الضوئية الفلورية للمعدات عالية الجهد
يوفر مسبار استشعار درجة الحرارة بالألياف الضوئية الفلورية قياسًا بصريًّا ومعزولًا ومقاومًا للتداخل الكهرومغناطيسي (EMI) لدرجة الحرارة في نقاط محددة بالمعدات الكهربائية عالية الجهد. ويجعله مبدأ الاستشعار القائم على بقاء التوهج بعد الإطفاء مناسبًا لملفات المحولات، وملامسات أجهزة التبديل الكهربائية، ووصلات القضبان المجمعة، وأطراف الكابلات، وقوابس وحدات RMU، وخزانات GIS، وملفات المولدات، حيث تتطلب مراقبة مستقرة للنقاط الساخنة المحلية.
