Was ist eine fluoreszierende Glasfaser-Temperaturmesssonde?
Produktpositionierung
Diese Sonde eignet sich für Anwender, die eine Glasfaser-Temperaturfühler, Fluoreszierender Glasfaser-Temperatursensor, optischer Temperatursensor mit begrenzter Lebensdauer, Temperaturfühler für Transformatorwicklungen oder Temperaturfühler für Schaltanlagen.
Prinzip der Messung der Nachleuchtdauer von Fluoreszenz
Die Sensorspitze enthält fluoreszierendes Material. Wenn sie durch Licht angeregt wird, sendet sie ein Nachleuchtsignal aus. Das Nachleuchten klingt allmählich ab, und die Abklingzeit ändert sich mit der Temperatur. Das Messgerät erfasst diese Abklingzeit und wandelt sie in einen Temperaturwert um.
Optische Anregung
Das Überwachungsgerät sendet einen Lichtimpuls über die Glasfaser an die Messspitze.
Rückmeldung des Nachleucht-Signals
Das fluoreszierende Material sendet nach der Anregung ein optisches Rücksignal aus.
Lebenslange Erkennung
Das Überwachungsgerät analysiert die Abklingzeit des zurückgesendeten Signals, anstatt sich ausschließlich auf die Signalstärke zu stützen.
Temperaturberechnung
Die Zerfallszeit wird anhand von Kalibrierungsdaten in einen Temperaturwert umgerechnet.
Warum die Lebensdauermessung wichtig ist
Die Lebensdauermessung wird weniger durch Schwankungen der optischen Leistung, Steckverbinderverluste, Faserbiegungen und die Alterung der Lichtquelle beeinflusst als die intensitätsbasierte optische Messung. Dadurch eignet sie sich für die langfristige industrielle Temperaturüberwachung.
Die wichtigsten Vorteile der Fluoreszenzlebensdauer-Messung
Stabile Messungen im Zeitbereich
Die Messung basiert auf der Fluoreszenzabklingzeit, was dazu beiträgt, die Stabilität zu verbessern, wenn sich die Stärke des optischen Signals während des Langzeitbetriebs ändert.
Elektrische Isolierung an der Messstelle
Der Messpunkt ist optisch und isolierend, wodurch er sich für Leistungsgeräte eignet, bei denen die Verlegung elektrischer Signalkabel zu Isolationsproblemen führen könnte.
EMI-Störfestigkeit
Der optische Messweg ist unempfindlich gegenüber elektromagnetischen Störungen, was für Anwendungen in Transformatoren, Schaltanlagen und Generatoren von Bedeutung ist.
Kompakte Punkt-Sonde
Die Sonde ist für die Messung lokaler Hotspots ausgelegt und kann an enge Räume, eingebettete Positionen, Oberflächenkontaktpunkte oder kompakte Schrankkonstruktionen angepasst werden.
Flexible Installation
Dank der Glasfaser kann die Messstelle im Inneren von Hochspannungsanlagen platziert werden, während das Überwachungsgerät an einem sichereren und leichter zugänglichen Ort installiert wird.
Technische Daten
| Spezifikationspunkt | Standard-/Optionale Konfiguration |
|---|---|
| Produktname | Fluoreszierende Glasfaser-Temperaturmesssonde |
| Sensortyp | Optischer Punkttemperatursensor |
| Messprinzip | Temperaturmessung anhand der Nachleuchtdauer der Fluoreszenz |
| Signaltyp am Messpunkt | Optisches Signal |
| Temperaturbereich | -40 °C bis +260 °C |
| Genauigkeit | ±0,5 °C bis ±1 °C |
| Beschluss | 0,1 °C |
| Reaktionszeit | Weniger als 1 Sekunde |
| Sondendurchmesser | 2 mm bis 3 mm, individuell anpassbar |
| Faserlänge | 0 m bis 80 m, individuell einstellbar |
| Fasertyp | Optische Quarzfaser |
| Sondenstruktur | Standard, Miniatur, gepanzert, für die Aufputzmontage oder nach Kundenwunsch |
| Gehäusematerial | Edelstahl, isolierte Hülse, gepanzerte Konstruktion oder kundenspezifisches Gehäuse |
| Elektrische Isolierung | Elektrisch isolierende Sensorstruktur |
| Hochspannungsfestigkeit | Über 100 kV |
| Störfestigkeit gegen elektromagnetische Störungen | Geeignet für Umgebungen mit starken elektromagnetischen Störungen |
| Lebensdauer | Mehr als 25 Jahre |
| Typische Anwendungsbereiche | Transformatorwicklung, Schaltanlagekontakt, Sammelschienenverbindung, Kabelklemme, RMU-Stecker, GIS-Schrank, Generatorwicklung |
| Kompatibles Gerät | Ein- oder mehrkanaliges Glasfaser-Temperaturüberwachungsgerät |
| Anpassung | Sondendurchmesser, Faserlänge, Messspitze, Gehäuse, Stecker und Befestigungsvorrichtung |
Produktstruktur
Fluoreszenz-Messspitze
Die Messspitze enthält das fluoreszierende Material und wird an der gewünschten Messstelle platziert.
Optische Quarzfaser
Die Glasfaser überträgt das Anregungslicht und die zurückgesendeten Fluoreszenzsignale zwischen der Sonde und dem Messgerät.
Isolierter Sondenkörper
Der Sondenkörper kann mit einer isolierenden Struktur für den Einbau in Hochspannungsanlagen ausgeführt werden.
Schutzgehäuse
Das Gehäuse kann je nach mechanischem Schutz, Ölbeständigkeit, Befestigungsart und Anlagenaufbau ausgewählt werden.
Schnittstelle für Überwachungsgeräte
Die Sonde arbeitet mit einem faseroptischen Temperaturmessgerät zusammen, das Funktionen zur Anregung, Signalerfassung, Temperaturberechnung und Signalausgabe bereitstellt.
Vergleich mit GaAs, Fluoreszenzintensität und FBG-Temperatursensoren
Verschiedene optische Temperaturmessverfahren nutzen unterschiedliche Signalmechanismen. Die beste Wahl hängt davon ab, ob für die jeweilige Anwendung eine Punkt-Hotspot-Messung, eine Mehrpunktmessung, eine intensitätsbasierte Erfassung oder eine wellenlängenbasierte Demodulation erforderlich ist.
| Vergleichsobjekt | Fluoreszenzlebensdauer-Sensor | Optischer GaAs-Sensor | Fluoreszenzintensitätssensor | FBG-Sensor |
|---|---|---|---|---|
| Grundsatz | Abklingzeit des Fluoreszenznachleuchtens | Optische Absorption in Halbleitern | Intensität des Fluoreszenzsignals | Bragg-Wellenlängenverschiebung |
| Signalbasis | Zeitbereichssignal mit Abklingverhalten | Veränderung der optischen Absorption | Zurückgestrahlte Lichtintensität | Wellenlängenänderung |
| Einfluss optischer Verluste | Niedrig | Systemabhängig | Relativ hoch | Erfordert eine Wellenlängen-Demodulation |
| Punkt-Hotspot-Messung | Sehr gut geeignet | Für bestimmte Ausführungen geeignet | Geeignet, wenn der Strahlengang stabil ist | Möglich, wird jedoch häufig für Gitter-basierte Sensornetzwerke verwendet |
| Hochspannungsgeräte | Geeignet für isolierte Punktmessungen | Hängt von der Verpackungsgestaltung ab | Hängt von der Verpackung und der optischen Stabilität ab | Erfordert einen sorgfältigen Umgang mit den Stämmen und der Temperatur |
| Typischer Auswahlgrund | Stabile Punkt-Temperaturmessung in Hochspannungs-EMI-Umgebungen | Optische Temperaturmessung an Halbleitern | Einfache, auf der Intensität basierende optische Reaktion | Wellenlängenbasierte Fasersensorik und Mehrpunktüberwachung |
Vorteil gegenüber der Erfassung der Fluoreszenzintensität
Die Messung der Fluoreszenzintensität hängt unmittelbarer von der Stärke des zurückgestrahlten Lichts ab. Bei der Lebensdauermessung steht die Abklingzeit im Mittelpunkt, weshalb sie weniger empfindlich gegenüber optischen Verlusten und Schwankungen der Signalstärke ist.
Vorteil gegenüber FBG bei der kompakten Punktmessung
FBG-Sensoren eignen sich für die wellenlängenbasierte Fasermesstechnik. Fluoreszenzlebensdauer-Sonden sind die direktere Lösung für kompakte Punkt-Hotspots, bei denen Isolierung, Störfestigkeit gegenüber elektromagnetischen Störungen und lokalisierte Messungen die wichtigsten Anforderungen sind.
Vorteil gegenüber GaAs bei der Überwachung elektrischer Hotspots
Die optische GaAs-Messtechnik nutzt die Absorptionseigenschaften von Halbleitern. Die Messung der Fluoreszenzlebensdauer bietet eine praktische Sensorstruktur für die Punkt-Temperaturmessung bei hohen Spannungen in elektrischen Anlagen.
Vergleich mit PT100- und Thermoelement-Sensoren
PT100- und Thermoelement-Sensoren finden in der allgemeinen industriellen Temperaturmesstechnik breite Anwendung. Optische Fluoreszenz-Messsonden kommen vor allem dann zum Einsatz, wenn am Messpunkt eine optische Isolierung und Störfestigkeit gegenüber elektromagnetischen Störungen erforderlich sind.
| Vergleichsobjekt | Fluoreszierender Glasfaser-Temperaturfühler | PT100-/Thermoelement-Sensor |
|---|---|---|
| Signal am Messpunkt | Optisches Signal | Elektrisches Signal |
| Elektrische Isolierung | Isolierende optische Struktur | Erfordert eine entsprechende Isolierungsauslegung und einen Schutz der Verkabelung |
| EMI-Beständigkeit | Unempfindlich gegenüber elektromagnetischen Störungen | Kann in Umgebungen mit starken elektrischen Störungen beeinträchtigt werden |
| Typische Umgebung | Hochspannungsgeräte und EMI-empfindliche Geräte | Herkömmliche industrielle Temperaturmessung |
| Typischer Messpunkt | Wicklung, Kontakt, Sammelschiene, Kabelklemme, RMU-Stecker | Schränke, Maschinenoberflächen, Prozessanlagen |
| Auswahlkriterien | Wählen Sie aus, wann Isolierung und EMI-Störfestigkeit erforderlich sind | Wählen Sie aus, wann eine elektrische Erfassung zulässig ist |
Anwendungsbereiche
Temperaturmessung an Transformatorwicklungen
Die Sonde kann in der Nähe von Hotspots in Transformatorwicklungen installiert werden, um bei Trockentransformatoren oder ölgekühlten Transformatoren eine direkte optische Temperaturmessung durchzuführen.
Typische Messpunkte an Transformatoren
- Heißpunkt in der Spule eines Trockentransformators
- Wärmeherd in der Wicklung eines Öltransformators
- Interner Hochspannungs-Temperaturmesspunkt
- Bereich für spezielle Transformatorwicklungen
Temperaturüberwachung der Kontakte in Schaltanlagen
Die Sonde kann in der Nähe von Leistungsschalterkontakten, beweglichen/feststehenden Kontakten und Anschlussstellen im Schaltschrank eingesetzt werden, an denen es zu lokaler Überhitzung kommen kann.
Typische Messpunkte in Schaltanlagen
- Kontakt eines Leistungsschalters
- Sammelschienenverbindung
- Kabelklemme
- Trennschalterkontakt
- Anschlusspunkt für Hochspannungsschaltanlagen
Erkennung von Hotspots an Sammelschienenverbindungen
Die Sonde kann zur direkten lokalen Temperaturüberwachung an Kupfer-Sammelschienenverbindungen und an elektrischen Hochstromanschlussstellen eingesetzt werden.
Überwachung von Kabelverbindungen und Kabelanschlüssen
Die Sonde eignet sich für kompakte Kabelanschlussbereiche, in denen Isolierung, Platz im Schaltschrank und die Überwachung lokaler Hotspots eine wichtige Rolle spielen.
Temperaturüberwachung des Steckers der Ring-Hauptbaueinheit
Für RMU-Steckverbindungen und isolierte Kabelanschlussstellen können Miniatur- oder kundenspezifische Sondenstrukturen ausgewählt werden.
GIS-Schrank-Temperaturüberwachung
Die Sonde kann an ausgewählten Stellen im GIS-Schrank eingesetzt werden, an denen eine optische Isolierung und eine stabile Signalführung erforderlich sind.
Temperaturmessung an Generatorwicklungen
Die Sonde ermöglicht die optische Temperaturmessung in Generatorwicklungsbereichen mit starken elektromagnetischen Störungen.
Anpassungsmöglichkeiten
Durchmesser der Sonde
Die Sonde lässt sich an schmale Spalten, Einbaulagen, Oberflächenkontaktpunkte und kompakte Schaltschränke anpassen.
Faserlänge
Die Faser kann entsprechend der Entfernung zwischen dem Messpunkt und dem Überwachungsgerät ausgelegt werden.
Aufbau der Sensorspitze
Die Messspitze kann für Oberflächenkontakt, Einbaumessung, Einbau in Wicklungen oder Tiefenmessung ausgelegt werden.
Wohnen und Schutz
Je nach mechanischer Festigkeit, Dämmungsanforderungen, Ölbeständigkeit und Einbauart können verschiedene Gehäusekonstruktionen ausgewählt werden.
Befestigungsart
Je nach Messstelle können aufgesetzte, eingebaute, gepanzerte, isolierte und projektspezifische Konstruktionen ausgewählt werden.
Kompatible Überwachungsgeräte
Die Sonde arbeitet mit faseroptischen Temperaturmessgeräten, die Funktionen zur Anregungslichtzufuhr, Signalerfassung, Temperaturberechnung, Anzeige, Alarmierung und Datenausgabe bieten.
Einkanal-Gerät
Geeignet für einen Messpunkt oder eine individuell festgelegte Hotspot-Position.
Mehrkanalgerät
Geeignet für mehrere Messstellen in Transformatoren, Schaltanlagen, Sammelschienen, Kabelanschlüssen oder kompletten Überwachungssystemen für elektrische Anlagen.
Systemintegration
Je nach ausgewähltem Überwachungsgerät kann das System an lokale Bedienfelder, Alarmeinheiten oder übergeordnete Überwachungsplattformen angeschlossen werden.
So wählen Sie die richtige Sonde aus
Bestätigen Sie die Ausrüstung
Stellen Sie fest, ob die Sonde für Transformatoren, Schaltanlagen, Sammelschienen, Kabelverbindungen, RMU, GIS, Generatoren oder andere Anlagen verwendet werden soll.
Messpunkt bestätigen
Legen Sie die genaue Position des zu messenden Hotspots oder der zu messenden Fläche fest.
Überprüfen Sie den Einbauraum
Überprüfen Sie den verfügbaren Platz, die Befestigungsart, den Verlegungsweg und die Anforderungen an den mechanischen Schutz.
Überprüfen Sie das Überwachungssystem
Wählen Sie das geeignete Überwachungsgerät entsprechend der Anzahl der Messpunkte und den Anforderungen an die Systemleistung aus.
Überprüfen Sie die Betriebsumgebung
Berücksichtigen Sie die Spannungsstufe, den Isolationsabstand, die Ölumgebung, die mechanische Beanspruchung und die Langzeitbetriebsbedingungen.
Empfohlene Informationen zur Auswahl von Sonden
| Erforderliche Angaben | Beispiel |
|---|---|
| Gerätetyp | Transformator, Schaltanlage, Sammelschiene, Kabelverbindung, RMU, GIS oder Generator |
| Messpunkt | Wicklungs-Hotspot, Kontaktstelle, Sammelschienenverbindung, Kabelklemme oder Steckverbindung |
| Anzahl der Messpunkte | Einzelpunkt oder mehrere Punkte |
| Aufbaustruktur | Einbau, Aufputzmontage, gepanzert, isoliert oder nach Maß gefertigt |
| Überwachungssystem | Einkanal- oder Mehrkanalgerät |
| Betriebsumgebung | Hochspannung, Ölumgebung, kompakter Schrank, starke elektromagnetische Störungen oder Langzeitbetrieb |
Häufig gestellte Fragen
Was ist eine fluoreszierende Glasfaser-Temperaturmesssonde?
Es handelt sich um einen punktförmigen optischen Temperatursensor, der zur lokalen Temperaturmessung die Messung der Nachleuchtdauer der Fluoreszenz nutzt.
Wie funktioniert die Temperaturmessung mittels Fluoreszenzlebensdauer?
Das fluoreszierende Material sendet nach optischer Anregung ein Nachleuchtsignal aus. Das Überwachungsgerät berechnet die Temperatur anhand der Abklingzeit dieses Signals.
Warum ist die Messung der Lebensdauer stabiler als die Messung der Intensität?
Bei der Lebensdauermessung steht die Abklingzeit im Vordergrund und nicht die absolute Signalstärke, sodass sie weniger stark von optischen Verlusten und Schwankungen der Lichtintensität beeinflusst wird.
Inwiefern unterscheidet sich dies von der FBG-Temperaturmessung?
FBG-Sensoren nutzen die Wellenlängenverschiebung, während Fluoreszenz-Lebensdauer-Sonden die Nachleuchtzeit nutzen. Fluoreszenz-Sonden eignen sich besonders für kompakte Punktmessungen an Hotspots.
Inwiefern unterscheidet sich dies von der optischen Sensorik mit GaAs?
Die GaAs-Messtechnik nutzt die Absorptionseigenschaften von Halbleitern. Die Messung der Fluoreszenzlebensdauer nutzt die Abklingzeit des fluoreszierenden Materials und eignet sich für die Überwachung punktförmiger elektrischer Hotspots.
Ist die Sonde für Transformatorwicklungen geeignet?
Ja. Es kann zur Messung von Hotspots in Transformatorwicklungen verwendet werden, sofern die Aufbauart der Sonde mit der Konstruktion der Wicklung und der Isolierung übereinstimmt.
Kann es in Schaltanlagen eingesetzt werden?
Ja. Es kann für Kontakte, Sammelschienenverbindungen, Kabelklemmen und andere Stellen im Schaltschrank verwendet werden, an denen es zu Überhitzung kommen kann.
Kann die Sonde individuell angepasst werden?
Ja. Die Aufbauart der Sonde kann je nach Messpunkt, Einbauraum und Umgebungsbedingungen der Anlage individuell angepasst werden.
Welches Überwachungsgerät wird benötigt?
Die Sonde muss mit einem faseroptischen Temperaturüberwachungsgerät zusammenarbeiten, das die Anregung, die Signalerfassung und die Temperaturausgabe übernimmt.
Welche Informationen werden für die Auswahl benötigt?
In der Regel sind Gerätetyp, Messstelle, Einbaustruktur, Anzahl der Überwachungspunkte und Betriebsumgebung anzugeben.
Fluoreszierende Glasfaser-Temperaturmesssonde für Hochspannungsanlagen
Die fluoreszierende Glasfaser-Temperaturmesssonde ermöglicht eine optische, isolierte und EMV-unempfindliche Punkt-Temperaturmessung an elektrischen Hochspannungsanlagen. Dank ihres auf der Lebensdauer basierenden Nachleucht-Messprinzips eignet sie sich für Transformatorwicklungen, Schaltanlagenkontakte, Sammelschienenverbindungen, Kabelklemmen, RMU-Stecker, GIS-Schränke und Generatorwicklungen, bei denen eine stabile Überwachung lokaler Hotspots erforderlich ist.
