Qu'est-ce qu'une sonde de température à fibre optique fluorescente ?
Positionnement du produit
Cette sonde convient aux utilisateurs à la recherche d'une sonde de température à fibre optique, capteur de température à fibre optique fluorescent, capteur de température optique à durée de vie déterminée, sonde de température des enroulements d'un transformateur ou sonde de température pour appareillage électrique.
Principe de mesure de la durée de rémanence de la fluorescence
La pointe de détection contient un matériau fluorescent. Lorsqu'elle est excitée par la lumière, elle émet un signal de rémanence. Cette rémanence s'atténue progressivement, et sa durée de décroissance varie en fonction de la température. Le dispositif de surveillance détecte cette durée de décroissance et la convertit en une valeur de température.
Excitation optique
Le dispositif de surveillance envoie une impulsion lumineuse à travers la fibre optique jusqu'à la pointe de détection.
Retour du signal de rémanence
Le matériau fluorescent émet un signal optique de retour après excitation.
Détection à vie
Le dispositif de surveillance analyse le temps de décroissance du signal renvoyé plutôt que de se baser uniquement sur l'intensité du signal.
Calcul de la température
La durée de désintégration est convertie en une valeur de température à partir des données d'étalonnage.
Pourquoi la mesure de la durée de vie est-elle importante ?
La mesure de durée de vie est moins sensible aux fluctuations de la puissance optique, aux pertes au niveau des connecteurs, à la courbure de la fibre et au vieillissement de la source lumineuse que la mesure optique basée sur l'intensité. Cela la rend particulièrement adaptée à la surveillance industrielle à long terme de la température.
Principaux avantages de la détection de la durée de vie de la fluorescence
Mesure stable dans le domaine temporel
La mesure repose sur le temps de décroissance de la fluorescence, ce qui contribue à améliorer la stabilité lorsque l'intensité du signal optique varie au cours d'un fonctionnement à long terme.
Isolation électrique au point de mesure
Le capteur est de type optique et isolant, ce qui le rend adapté aux équipements électriques dans lesquels le câblage des signaux électriques peut poser des problèmes d'isolation.
Immunité aux interférences électromagnétiques
Le circuit de détection par fibre optique est insensible aux interférences électromagnétiques, ce qui est essentiel pour les applications liées aux transformateurs, aux appareillages de commutation et aux générateurs.
Sonde compacte de type ponctuel
La sonde est conçue pour la mesure locale de points chauds et peut être adaptée à des espaces restreints, à des emplacements encastrés, à des points de contact en surface ou à des structures d'armoires compactes.
Installation flexible
La fibre optique permet de placer le point de détection à l'intérieur d'un équipement haute tension, tandis que le dispositif de surveillance est installé dans un endroit plus sûr et plus accessible.
Caractéristiques techniques
| Élément du cahier des charges | Configuration standard / en option |
|---|---|
| Nom du produit | Sonde de température à fibre optique fluorescente |
| Type de capteur | Capteur de température optique ponctuel |
| Principe de mesure | Mesure de la durée de rémanence de la fluorescence en fonction de la température |
| Type de signal au point de détection | Signal optique |
| Plage de températures | de -40 °C à +260 °C |
| Précision | de ±0,5 °C à ±1 °C |
| Résolution | 0,1 °C |
| Temps de réponse | Moins d'une seconde |
| Diamètre de la sonde | de 2 mm à 3 mm, personnalisable |
| Longueur des fibres | De 0 m à 80 m, personnalisable |
| Type de fibre | Fibre optique en quartz |
| Structure de la sonde | Standard, miniature, blindé, à montage en saillie ou sur mesure |
| Matériau du boîtier | Acier inoxydable, manchon isolé, structure blindée ou boîtier sur mesure |
| Isolation électrique | Structure de détection électriquement isolante |
| Résistance à la haute tension | Supérieur à 100 kV |
| Immunité aux interférences électromagnétiques | Adapté aux environnements soumis à de fortes perturbations électromagnétiques |
| Durée de vie | Plus de 25 ans |
| Applications typiques | Enroulement de transformateur, contact d'appareillage de commutation, raccord de barre omnibus, borne de câble, fiche de module RMU, armoire GIS, enroulement de générateur |
| Appareil compatible | Dispositif de surveillance de la température par fibre optique à canal unique ou multicanal |
| Personnalisation | Diamètre de la sonde, longueur de la fibre, embout de détection, boîtier, connecteur et structure de fixation |
Structure du produit
Pointe de détection fluorescente
La pointe de détection contient la substance fluorescente et est placée au point de mesure souhaité.
Fibre optique en quartz
La fibre optique transmet la lumière d'excitation et les signaux de fluorescence renvoyés entre la sonde et le dispositif de surveillance.
Corps de sonde isolé
Le corps de la sonde peut être conçu avec une structure isolante pour permettre son installation sur des équipements haute tension.
Boîtier de protection
Le choix du boîtier peut se faire en fonction de la protection mécanique, de la résistance à l'huile, du mode de fixation et de la structure de l'équipement.
Interface du dispositif de surveillance
La sonde fonctionne avec un dispositif de surveillance de la température à fibre optique qui assure les fonctions d'excitation, de détection du signal, de calcul de la température et de sortie.
Comparaison avec le GaAs, intensité de fluorescence et capteurs de température FBG
Les différentes technologies de détection optique de la température reposent sur des mécanismes de signalisation variés. Le choix le plus approprié dépend des besoins de l'application : mesure ponctuelle d'un point chaud, détection multipoint, détection basée sur l'intensité ou démodulation basée sur la longueur d'onde.
| Élément de comparaison | Capteur de durée de vie de la fluorescence | Capteur optique en GaAs | Capteur d'intensité de fluorescence | Capteur FBG |
|---|---|---|---|---|
| Principe | Durée de décroissance de la rémanence de fluorescence | Absorption optique dans les semi-conducteurs | Intensité du signal de fluorescence | Décalage de longueur d'onde de Bragg |
| Base de signal | Signal de décroissance dans le domaine temporel | Variation de l'absorption optique | Intensité lumineuse réfléchie | Variation de la longueur d'onde |
| Influence des pertes optiques | Faible | Dépend du système | Relativement élevé | Nécessite une démodulation par longueur d'onde |
| Mesure ponctuelle d'un point chaud | Très adapté | Adapté à certaines conceptions | Convient lorsque le chemin optique est stable | C'est possible, mais cette technique est souvent utilisée pour les réseaux de capteurs en treillis. |
| Équipements électriques à haute tension | Convient à la mesure ponctuelle isolée | Cela dépend de la conception de l'emballage | Cela dépend de l'emballage et de la stabilité optique | Nécessite une gestion rigoureuse de la souche et de la température |
| Motif de sélection courant | Mesure stable de la température ponctuelle dans des environnements soumis à des interférences électromagnétiques (EMI) à haute tension | Mesure optique de la température des semi-conducteurs | Réponse optique simple basée sur l'intensité | Détection par fibre optique basée sur la longueur d'onde et surveillance multipoint |
Avantage par rapport à la détection de l'intensité de fluorescence
La mesure de l'intensité de fluorescence dépend plus directement de l'intensité de la lumière renvoyée. La mesure de la durée de vie se concentre sur le temps de décroissance ; elle est donc moins sensible aux pertes optiques et aux variations d'intensité du signal.
Avantage par rapport aux capteurs FBG dans la mesure ponctuelle compacte
Les capteurs FBG sont utiles pour la détection par fibre optique basée sur la longueur d'onde. Les sondes à durée de vie de fluorescence sont plus adaptées aux points chauds compacts où l'isolation, l'immunité aux interférences électromagnétiques et la mesure localisée constituent les principales exigences.
Avantage par rapport au GaAs dans la surveillance des points chauds électriques
La détection optique au GaAs exploite les caractéristiques d'absorption des semi-conducteurs. La détection par durée de vie de fluorescence offre une structure de sonde pratique pour la mesure ponctuelle de la température sous haute tension dans les équipements électriques.
Comparaison avec les capteurs PT100 et les thermocouples
Les capteurs PT100 et à thermocouple sont largement utilisés dans la mesure industrielle générale de la température. Les sondes optiques à fluorescence sont principalement choisies lorsque le point de mesure nécessite une isolation optique et une immunité aux interférences électromagnétiques.
| Élément de comparaison | Sonde de température à fibre optique fluorescente | Capteur PT100 / thermocouple |
|---|---|---|
| Signal au point de mesure | Signal optique | Signal électrique |
| Isolation électrique | Structure optique isolante | Nécessite une conception de l'isolation et une protection du câblage |
| Résistance aux interférences électromagnétiques | Insensible aux interférences électromagnétiques | Peut être affecté dans des environnements à forte charge électrique |
| Environnement type | Équipements à haute tension et sensibles aux interférences électromagnétiques | Mesure industrielle classique de la température |
| Point de mesure type | Enroulement, contact, barre omnibus, borne de câble, fiche RMU | Armoires, surfaces de machines, équipements de traitement |
| Logique de sélection | Choisissez cette option lorsque l'isolation et l'immunité aux interférences électromagnétiques sont requises | Choisissez dans quels cas la détection électrique est acceptable |
Domaines d'application
Mesure de la température des enroulements d'un transformateur
La sonde peut être installée à proximité des points chauds des enroulements des transformateurs afin de permettre une mesure optique directe de la température, que ce soit dans des transformateurs de type sec ou à huile.
Points de mesure types d'un transformateur
- Point chaud sur la bobine d'un transformateur à sec
- Point chaud dans l'enroulement d'un transformateur à bain d'huile
- Point de température interne haute tension
- Zone dédiée aux enroulements de transformateurs
Surveillance de la température des contacts des appareillages de commutation
La sonde peut être utilisée à proximité des contacts des disjoncteurs, des contacts mobiles ou fixes et des points de raccordement des armoires électriques, là où une surchauffe locale peut se produire.
Points de mesure typiques des installations de commutation
- Contact de disjoncteur
- Raccord de barre omnibus
- Embout de câble
- Contact de sectionneur
- Point de raccordement d'une armoire haute tension
Détection des points chauds au niveau des raccords de barres omnibus
La sonde peut être utilisée pour la surveillance directe et locale de la température au niveau des jonctions de barres omnibus en cuivre et des points de connexion électrique à courant élevé.
Surveillance des raccords et des extrémités de câbles
Cette sonde peut être utilisée dans les zones de raccordement de câbles compactes où l'isolation, l'espace disponible dans l'armoire et la surveillance locale des points chauds sont des facteurs importants.
Surveillance de la température de la fiche de l'unité centrale en boucle
Il est possible de choisir des structures de sondes miniatures ou sur mesure pour les raccordements des fiches RMU et les emplacements des connecteurs de câbles isolés.
Surveillance de la température des armoires SIG
La sonde peut être utilisée dans certaines positions spécifiques des armoires SIG où une isolation optique et un acheminement stable du signal sont nécessaires.
Mesure de la température des enroulements d'un générateur
La sonde permet d'effectuer des mesures optiques de température dans les zones d'enroulement des générateurs soumises à de fortes interférences électromagnétiques.
Options de personnalisation
Diamètre de la sonde
La sonde peut être adaptée aux espaces étroits, aux emplacements encastrés, aux points de contact en surface et aux armoires électriques compactes.
Longueur des fibres
La fibre peut être conçue en fonction de la distance entre le point de mesure et le dispositif de surveillance.
Structure de la pointe de détection
La pointe de détection peut être conçue pour un contact en surface, une mesure encastrée, une installation en spire ou une mesure en profondeur étendue.
Logement et protection
Différents types de boîtiers peuvent être choisis en fonction de leur résistance mécanique, des exigences en matière d'isolation, de leur résistance à l'huile et de leur mode de montage.
Méthode de montage
Selon le point de mesure, il est possible de choisir entre des structures en saillie, encastrées, blindées, isolées ou spécifiques au projet.
Appareils de surveillance compatibles
La sonde fonctionne avec des dispositifs de surveillance de température à fibre optique qui assurent les fonctions d'excitation lumineuse, de détection du signal, de calcul de la température, d'affichage, d'alarme et de sortie des données.
Dispositif monocanal
Convient pour un point de mesure ou un emplacement de hotspot personnalisé.
Appareil multicanal
Convient pour plusieurs points de mesure dans les transformateurs, les appareillages de commutation, les barres omnibus, les bornes de câbles ou les systèmes complets de surveillance des équipements électriques.
Intégration de systèmes
En fonction du dispositif de surveillance sélectionné, le système peut être connecté à des panneaux locaux, à des unités d'alarme ou à des plateformes de surveillance de niveau supérieur.
Comment choisir la sonde adaptée
Vérifier le matériel
Précisez si la sonde sera utilisée pour un transformateur, un appareillage de commutation, un jeu de barres, un raccord de câble, une unité de commutation remaniable (RMU), un système isolé sous gaz (GIS), un générateur ou tout autre équipement.
Vérifier le point de mesure
Définissez la position exacte du point sensible ou de la surface à mesurer.
Vérifier l'espace disponible pour l'installation
Vérifiez l'espace disponible, le mode de fixation, le cheminement des câbles et les exigences en matière de protection mécanique.
Vérifier le système de surveillance
Choisissez le dispositif de surveillance adapté en fonction du nombre de points de mesure et des exigences de sortie du système.
Vérifier l'environnement d'exploitation
Il convient de tenir compte du niveau de tension, de la distance d'isolement, de l'environnement huileux, des contraintes mécaniques et des conditions de fonctionnement à long terme.
Informations recommandées pour le choix d'une sonde
| Informations obligatoires | Exemple |
|---|---|
| Type d'équipement | Transformateur, appareillage de commutation, jeu de barres, raccord de câble, unité de commutation remaniable (RMU), système isolé au gaz (GIS) ou générateur |
| Point de mesure | Point sensible de l'enroulement, point de contact, jonction de barre omnibus, borne de câble ou raccordement par fiche |
| Nombre de points de mesure | Un seul point ou plusieurs points |
| Structure de l'installation | Encastrés, en montage en surface, blindés, isolés ou sur mesure |
| Système de surveillance | Dispositif monocanal ou multicanal |
| Environnement d'exploitation | Haute tension, environnement huileux, armoire compacte, fortes interférences électromagnétiques ou fonctionnement à long terme |
Foire aux questions
Qu'est-ce qu'une sonde de température à fibre optique fluorescente ?
Il s'agit d'une sonde de température optique de type ponctuel qui utilise la mesure de la durée de vie de la rémanence de fluorescence pour détecter la température locale.
Comment fonctionne la mesure de la durée de vie de la fluorescence en fonction de la température ?
Le matériau fluorescent émet un signal de rémanence après excitation optique. Le dispositif de surveillance calcule la température à partir du temps de décroissance de ce signal.
Pourquoi la mesure de la durée de vie est-elle plus stable que la mesure de l'intensité ?
La mesure de la durée de vie se concentre sur le temps de décroissance plutôt que sur l'intensité absolue du signal ; elle est donc moins sensible aux pertes optiques et aux fluctuations de l'intensité lumineuse.
En quoi cela diffère-t-il de la mesure de température par FBG ?
Les capteurs FBG exploitent le décalage de longueur d'onde, tandis que les sondes à durée de vie fluorescente utilisent le temps de décroissance de la rémanence. Les sondes fluorescentes sont particulièrement adaptées à la mesure compacte de points chauds.
En quoi cela diffère-t-il de la détection optique au GaAs ?
La détection par GaAs exploite les caractéristiques d'absorption des semi-conducteurs. La détection par durée de vie de la fluorescence utilise le temps de décroissance d'un matériau fluorescent et convient à la surveillance des points chauds électriques de type ponctuel.
Cette sonde est-elle adaptée aux enroulements de transformateurs ?
Oui. Elle peut être utilisée pour mesurer les points chauds des enroulements de transformateurs lorsque la structure de la sonde est adaptée à la conception des enroulements et de l'isolation.
Peut-on l'utiliser dans des installations de commutation ?
Oui. Il peut être utilisé pour les contacts, les raccords de barres omnibus, les bornes de câbles et d'autres points sensibles à l'intérieur des armoires électriques.
La sonde peut-elle être personnalisée ?
Oui. La configuration de la sonde peut être personnalisée en fonction du point de mesure, de l'espace disponible pour l'installation et de l'environnement de l'équipement.
Quel dispositif de surveillance est nécessaire ?
La sonde doit fonctionner avec un dispositif de surveillance de la température à fibre optique assurant l'excitation, la détection du signal et la transmission de la température.
Quelles sont les informations nécessaires pour la sélection ?
Il est généralement nécessaire de préciser le type d'équipement, le point de mesure, la structure d'installation, le nombre de points de surveillance et l'environnement d'exploitation.
Sonde de température à fibre optique fluorescente pour équipements haute tension
La sonde de température à fibre optique fluorescente permet une mesure optique, isolée et insensible aux interférences électromagnétiques de la température en un point précis sur les équipements électriques haute tension. Son principe de détection par rémanence lumineuse, basé sur la durée de vie, la rend adaptée aux enroulements de transformateurs, aux contacts d'appareillages de commutation, aux jonctions de barres omnibus, aux bornes de câbles, aux fiches RMU, aux armoires GIS et aux enroulements de générateurs, où une surveillance stable des points chauds locaux est requise.
