وحدة استشعار درجة الحرارة ذات القناة الواحدة التي تعمل بالألياف الضوئية

وحدة استشعار درجة الحرارة ذات القناة الواحدة التي تعمل بالألياف الضوئية — التكامل مع منتجات المصنعين الأصليين (OEM) لمعدات الطاقة عالية الجهد

قناة INNO أحادية القناة وحدة استشعار درجة الحرارة بالألياف الضوئية هي وحدة قياس مدمجة ومستقلة تعتمد على تقنية الاستشعار بألياف الكوارتز الفلورية. وتوفر قراءة واحدة لدرجة الحرارة عن طريق التلامس المباشر — تتميز بالدقة والاستقرار ومقاومة التداخل الكهرومغناطيسي تمامًا — من خلال واجهة RS485 / Modbus-RTU جاهزة للدمج في معدات المصنعين الأصليين (OEM)، ومرحلات الحماية، وأجهزة مراقبة المحولات، ومنصات التحكم في أنظمة الطاقة.

في حين تُصمم أنظمة الإرسال متعددة القنوات لتلبية احتياجات محطات التحويل الكاملة، فإن هذه الوحدة أحادية القناة تلبي متطلبات مختلفة، وهي: دمج دقيق قياس درجة الحرارة باستخدام الألياف الضوئية إدماج هذه الإمكانية في منتج أو نظام قائم مع أقل مساحة ممكنة، وأقل استهلاك للطاقة، وتكامل مباشر مع البرامج الثابتة. تُشحن الوحدة دون الحاجة إلى معايرة — فلا توجد خطوة معايرة في المصنع، ولا حاجة إلى إعادة المعايرة ميدانيًّا، ولا يلزم تصحيح الانحراف طوال عمر المنتج.

المواصفات الفنية

كيفية عمل أجهزة استشعار درجة الحرارة باستخدام الألياف الضوئية الفلورية

يحتوي طرف مسبار الاستشعار على مادة فلورية من العناصر الأرضية النادرة. وتقوم الوحدة بإرسال نبضة ضوئية قصيرة للإثارة عبر الألياف الكوارتزية إلى طرف المسبار. تمتص المادة الفلورية النبضة وتبعث إشارة فلورية مرتدة تتناقص شدتها أسيًّا بعد انتهاء الإثارة. ويتغير معدل هذا التناقص — أي عمر الفلورة — بشكل يمكن التنبؤ به وقابل للتكرار مع تغير درجة الحرارة.

تقوم الوحدة بقياس ثابت زمن انحلال الفلورة وتحويله إلى قيمة درجة حرارة باستخدام منحنى ثابت لخصائص المادة. لا توجد مرجع خارجي، ولا دائرة جسر، ولا إشارة كهربائية عند نقطة القياس. القياس مطلق بطبيعته — فهو يستمد درجة الحرارة من خاصية فيزيائية للمادة الفلورية، وليس من مقاومة أو جهد كهربائي قد يتغيران مع تقادم المكونات أو التعرض للضغوط البيئية.

ولهذا السبب لا تتطلب الوحدة أي معايرة عند التسليم ولا تحتاج إلى إعادة معايرة أثناء التشغيل. وتظل العلاقة بين عمر الفلورة ودرجة الحرارة للمادة الأرضية النادرة مستقرة طوال عمر المنتج في جميع ظروف التشغيل ضمن النطاق المقنن.

المزايا الرئيسية للتكامل مع مصنعي المعدات الأصلية (OEM)

لا حاجة إلى المعايرة — لا تأثير على خط التجميع

تتطلب مستشعرات درجة الحرارة التقليدية — مثل المزدوجات الحرارية، ومقاييس المقاومة الحرارية (RTD)، والثرمستورات — معايرة فردية مقابل معيار مرجعي قابل للتتبع قبل الشحن، وإعادة معايرة دورية أثناء التشغيل. أما وحدة الألياف الضوئية الفلورية، فتستخدم قياسًا تكيفيًّا يستند إلى الخصائص الجوهرية لمادة الاستشعار. لا توجد معاملات معايرة يجب تعيينها، ولا شهادات معايرة يجب إدارتها، ولا فترات إعادة معايرة يجب جدولتها. وبالنسبة لعملاء مصنعي المعدات الأصلية (OEM) الذين يدمجون هذه الوحدة في معدات تُنتج بكميات كبيرة، فإن هذا يلغي خطوة تصنيع كاملة ويزيل متطلبات الخدمة الميدانية المتكررة.

مناعة كاملة ضد التداخل الكهرومغناطيسي/التداخل الراديوي — قراءات مستقرة في البيئات ذات الجهد العالي

تنقل ألياف الكوارتز الإشارات الضوئية فقط. ولا توجد أي موصلات كهربائية بين طرف الاستشعار والوحدة — فلا يوجد سلك إشارة يعمل كهوائي، ولا مسار تأريض يسبب اقتران الضوضاء، ولا مقاومة تتأثر بالسعة الشاردة أو التدفق المغناطيسي. أ مسبار درجة الحرارة بالألياف الضوئية المقاوم للتداخل الكهرومغناطيسي/التداخل الراديوي يعمل هذا الجهاز بنفس الكفاءة سواء في بيئة مختبرية أو عند التلامس المباشر مع لفائف محول تحمل تيار عطل يصل إلى عشرات الكيلوأمبير. وبالنسبة للمعدات المصنعة من قبل الشركات المصنعة للمعدات الأصلية (OEM) التي تعمل بالقرب من الأجهزة الإلكترونية عالية الطاقة، أو محركات المحركات، أو لفائف المحولات، أو قضبان التوصيل الكهربائية، فإن هذه المناعة تقضي على مصدر خطأ في القياس يؤثر على جميع تقنيات أجهزة الاستشعار التقليدية.

عزل كهربائي بقدرة 100 كيلوفولت — آمن لإجراء قياسات التلامس مع الجهد العالي

توفر مجموعة الألياف الضوئية ذات العازل الكهربائي الكامل عزلًا كهربائيًا تامًا بين نقطة القياس والإلكترونيات الخاصة بالوحدة. ولا يوجد مسار موصل عبر نظام الاستشعار عند أي جهد كهربائي. ويعني التصنيف البالغ 100 كيلوفولت — الذي تم اختباره على جهد التردد الصناعي لمدة 5 دقائق — أنه يمكن استخدام الوحدة مع مجسات تتلامس مباشرة مع لفات المحولات عالية الجهد، أو موصلات القضبان المجمعة، أو أسطح عزل الكابلات دون أي خطر لحدوث انهيار جهد كهربائي عبر نظام القياس. وهذه هي الخاصية التي تتيح القياس المباشر للنقاط الساخنة في اللفات في مراقبة درجة حرارة المحول التطبيقات.

Compact Single Channel Architecture for Embedded Integration

The single channel module format is designed for embedding inside OEM equipment enclosures where a full multi-channel transmitter would be oversized, overpowered, or physically incompatible. DC 5V supply option allows powering directly from standard embedded system power rails. The RS485 / Modbus-RTU interface connects directly to microcontrollers, PLCs, and protection relay communication buses. The compact module size and single ST connector input minimize the PCB footprint and wiring complexity compared to integrating a standalone transmitter.

Fiber Probe: No Metal, No Maintenance, Long Service Life

الـ مسبار مستشعر درجة الحرارة بالألياف الضوئية contains no metallic components at any point — not in the sensing tip, not in the fiber optic cable, not in the ST connector housing ferrule. PTFE jacket over the quartz fiber provides chemical resistance to transformer oil, acids, alkalis, and industrial solvents across the full −40°C to +260°C operating range. The probe requires no maintenance, no replacement schedule, and no periodic inspection beyond visual check of connector cleanliness. Typical field service life exceeds ten years in continuous operation.

Primary Applications

OEM Transformer Protection and Monitoring Equipment

The most common OEM application for the single channel module is integration into transformer protection relays, winding temperature indicators, and أنظمة مراقبة المحولات manufactured by switchgear and protection equipment companies. The module provides the fiber optic sensing front-end while the host equipment handles protection logic, display, communication to SCADA, and relay output. Single channel configuration suits single-phase transformer monitoring, or monitoring of one critical winding in a three-phase unit where the host system combines data from three separate modules.

The Modbus-RTU output provides a standardized digital interface regardless of the host platform. Register maps and integration documentation are supplied with every module. DC 5V supply option eliminates the need for a separate 220V supply rail inside compact relay enclosures.

Oil-Immersed Power Transformer Winding Hot Spot Monitoring

For direct winding hot spot measurement in oil-immersed transformers, the PTFE-jacketed, oil-resistant probe is inserted into the winding during assembly or major overhaul. The 100 KV probe rating ensures safe operation in direct contact with high-voltage winding conductors. The module's single channel output feeds winding temperature data to the transformer's protection relay or online transformer monitoring system, enabling real-time hot spot tracking per IEC 60076-7 thermal model requirements.

The no-calibration operation is particularly valuable in transformer applications where the probe is inaccessible once the transformer is sealed and oil-filled. A probe and module that require no recalibration in service eliminate a maintenance task that would otherwise require a transformer outage.

High-Voltage Switchgear and Busbar Temperature Monitoring

In medium and high-voltage switchgear, the single channel module monitors contact and busbar temperatures at individual measurement points where conventional sensors cannot be safely used. The all-dielectric probe makes direct contact with live conductors inside the switchgear enclosure, with the fiber running through the enclosure wall to the module mounted outside at ground potential. No arc risk, no insulation compromise, no induced measurement error from the switchgear's electromagnetic environment.

Power Electronics and IGBT Module Thermal Management

For power electronics manufacturers integrating thermal protection into inverter drives, UPS systems, and high-power converters, the single channel module provides IGBT junction or heatsink temperature measurement immune to the switching-frequency EMI generated by the power stage. DC 5V supply and compact module format integrate naturally into power electronics control board designs. The fiber probe's small diameter and high flexibility allow placement in tight spaces between power modules and heatsink surfaces.

Research, Test Equipment, and Special Environments

The module is used in laboratory and industrial test equipment requiring temperature measurement in environments incompatible with electrical sensors: MRI and NMR equipment (strong magnetic fields), RF and microwave test chambers, vacuum environments, chemical processing vessels, and nuclear facilities. The quartz fiber and PTFE jacket maintain performance in vacuum, aggressive chemicals, and radiation environments where polymer-fiber or metal-sensor alternatives degrade or fail.

OEM and Custom Development

The single channel module is available as a standard product and as a fully customized OEM component. INNO has provided custom module configurations to equipment manufacturers across power systems, industrial automation, medical equipment, and scientific instrumentation.

Customizable Parameters

Power supply voltage (DC 5V standard; AC/DC 220V or other voltages available), fiber optic probe length (0–20 m, exact length to specification), probe diameter and construction (oil-resistant, chemical-resistant, high-temperature variants), temperature range upper limit, measurement accuracy class, communication protocol (RS485/Modbus-RTU standard; other protocols by arrangement), module enclosure format, and connector types. Firmware customization — custom Modbus register maps, specific alarm threshold outputs, analog output addition — is available for volume OEM orders.

Private Label and ODM Supply

Modules can be supplied with customer branding, custom enclosure colors, and custom documentation. ODM development — designing a module variant to a customer's specification rather than modifying the standard product — is available for projects with sufficient volume to justify development investment. Contact our engineering team to discuss your specific OEM requirements and volume expectations.

Sample and Evaluation Supply

Engineering samples are available for integration evaluation before committing to production volumes. Sample orders include full technical documentation, Modbus register map, integration guide, and direct access to our engineering team for integration support during the evaluation period.

Customer Reviews

M. Schneider — Protection Relay Manufacturer, Germany

"We integrated this module into our transformer protection relay platform. The ST connector interface and Modbus register map were clearly documented, and the module dropped straight into our existing firmware architecture. Stable readings from day one, zero interference issues even during switching operations." ★★★★★

R. Nakamura — Power Equipment OEM, Japan

"We specified a custom DC 5V supply configuration and non-standard fiber length for a compact OEM enclosure. INNO delivered exactly to spec, with test data included. The no-calibration operation is a significant advantage for volume production — we do not need a calibration step on our assembly line." ★★★★★

P. Okafor — Utility Substation Engineer, Nigeria

"Deployed in a utility substation transformer monitoring upgrade. The 100 KV probe rating was the deciding factor — we needed direct winding contact measurement and nothing else on the market offered this at the module level. Accurate, reliable, and the PTFE-jacketed probe has survived continuous oil immersion for over 18 months without any degradation." ★★★★★

الأسئلة الشائعة

What makes this a "module" rather than a complete transmitter?

A complete transmitter is a finished instrument with front panel display, enclosure, power supply, and all user-facing features — designed to be installed as a standalone unit. The module is the sensing and signal processing core without a finished enclosure or display — designed to be integrated inside another product. It provides the fiber optic sensing front-end and Modbus output that the host product uses, with the host handling everything else. This distinction matters for OEM integrators: the module is a component, not a product you install on a DIN rail.

Can I connect the module directly to a PLC or microcontroller?

Yes. RS485 / Modbus-RTU is natively supported by virtually all industrial PLCs and many embedded microcontrollers via a standard RS485 transceiver IC. The Modbus register map provided with the module documents the holding registers for temperature value, alarm status, and configuration. Integration requires only standard Modbus client code — no proprietary driver or SDK.

What is the difference between this module and a standard thermocouple or PT100 sensor?

Thermocouples and PT100s measure temperature via electrical effects — thermoelectric voltage and resistance respectively — using metal conductors at the measurement point. They require calibration, are susceptible to EMI-induced measurement error, create conductive paths that are unsafe in high-voltage environments, and drift over time with metal aging and oxidation. The fiber optic module measures fluorescence decay time — an optical property — with no metal at the measurement point, no calibration, no EMI susceptibility, and no drift mechanism. For standard low-voltage, low-interference applications a thermocouple or PT100 is simpler. For high-voltage, high-EMI, or oil-immersed applications, fiber optic sensing is the correct technology choice.

How does the no-calibration operation work in practice?

The module uses adaptive measurement that references the fluorescence decay time directly to the temperature-lifetime characteristic curve of the rare earth sensing material — a fixed physical property that does not change with component aging, supply voltage variation, or ambient conditions outside the probe. On startup, the module runs a self-check to confirm optical signal quality from the probe. If the probe is undamaged and the fiber connection is clean, the system is immediately ready to measure with no user calibration action required. This applies to new modules, replacement modules, and modules that have been in continuous operation for years.

What certifications are available for OEM supply?

Standard supply carries CE, RoHS, and ISO 9001 certification. For OEM customers requiring UL (North American market), IECEx or ATEX (hazardous area applications), CSA (Canadian market), or TÜV certification, these are available on request. Specify certification requirements at the time of OEM inquiry as documentation preparation and testing lead times vary by certification body and module configuration.

What is the minimum order quantity for OEM supply?

Standard product modules are available from single unit for evaluation. OEM-branded supply and custom configurations typically require a minimum order quantity — contact our sales team to confirm MOQ for your specific configuration. Engineering samples for integration evaluation are available without MOQ commitment.

Can the module output an analog signal instead of Modbus?

Standard modules output RS485 / Modbus-RTU only. Analog output (4–20 mA or 0–10V) is available as a custom configuration for OEM orders where the host system requires analog input rather than digital communication. Specify the required analog output range and scaling at the time of inquiry. Analog output variants are not available as standard catalog items and require a custom order.

Request a Sample or OEM Quotation

If you are evaluating the single channel وحدة استشعار درجة الحرارة بالألياف الضوئية for OEM integration, transformer winding monitoring, or power equipment applications, our engineering team can provide configuration recommendations, integration documentation, and sample units for evaluation.

Send us your application description — measurement point environment, host system interface requirements, power supply constraints, probe length, and target volume — and we will respond with a specific module configuration recommendation and quotation within one business day.

Factory direct. In-house R&D and manufacturing. CE, RoHS, ISO 9001 certified. OEM/ODM available. Global supply.