Đầu dò cảm biến nhiệt độ sợi quang huỳnh quang là gì?
Định vị sản phẩm
Đầu dò này phù hợp với những người dùng đang tìm kiếm một đầu dò nhiệt độ sợi quang, cảm biến nhiệt độ sợi quang huỳnh quang, cảm biến nhiệt độ quang học dựa trên tuổi thọ, cảm biến nhiệt độ cuộn dây máy biến áp hoặc đầu dò cảm biến nhiệt độ cho tủ điện.
Nguyên lý đo thời gian tồn tại của ánh sáng huỳnh quang dư
Đầu cảm biến chứa chất phát huỳnh quang. Khi được kích thích bởi ánh sáng, nó phát ra tín hiệu phát sáng dư. Tín hiệu phát sáng dư này dần dần suy giảm, và thời gian suy giảm thay đổi theo nhiệt độ. Thiết bị giám sát phát hiện thời gian suy giảm này và chuyển đổi nó thành giá trị nhiệt độ.
Kích thích quang học
Thiết bị giám sát truyền một xung ánh sáng qua sợi quang đến đầu dò.
Tín hiệu phản hồi sau khi tàn lụi
Chất huỳnh quang phát ra tín hiệu quang học phản hồi sau khi được kích thích.
Phát hiện suốt đời
Thiết bị giám sát phân tích thời gian suy giảm của tín hiệu phản hồi thay vì chỉ dựa vào cường độ tín hiệu.
Tính toán nhiệt độ
Thời gian bán rã được chuyển đổi thành giá trị nhiệt độ dựa trên dữ liệu hiệu chuẩn.
Tại sao việc đo lường suốt đời lại quan trọng
So với phương pháp đo quang học dựa trên cường độ, phương pháp đo thời gian sống ít bị ảnh hưởng hơn bởi sự dao động công suất quang, tổn thất tại đầu nối, độ uốn cong của sợi quang và sự lão hóa của nguồn sáng. Điều này khiến phương pháp này trở nên hữu ích trong việc giám sát nhiệt độ công nghiệp dài hạn.
Những ưu điểm chính của phương pháp cảm biến thời gian sống huỳnh quang
Đo lường ổn định trong miền thời gian
Phương pháp đo này dựa trên thời gian suy giảm huỳnh quang, giúp nâng cao độ ổn định khi cường độ tín hiệu quang học thay đổi trong quá trình vận hành lâu dài.
Cách ly điện tại điểm đo
Điểm cảm biến là loại quang học và cách điện, do đó phù hợp với các thiết bị điện nơi việc đi dây tín hiệu điện có thể gây ra các vấn đề về cách điện.
Khả năng chống nhiễu điện từ (EMI)
Đường dẫn cảm biến sợi quang không bị ảnh hưởng bởi nhiễu điện từ, điều này rất quan trọng đối với các ứng dụng liên quan đến máy biến áp, thiết bị đóng cắt và máy phát điện.
Đầu dò dạng điểm nhỏ gọn
Đầu dò này được thiết kế để đo nhiệt độ tại các điểm nóng cục bộ và có thể được tùy chỉnh để sử dụng trong các không gian hẹp, các vị trí lắp đặt chìm, các điểm tiếp xúc bề mặt hoặc các cấu trúc tủ nhỏ gọn.
Lắp đặt linh hoạt
Sợi quang cho phép đặt điểm cảm biến bên trong thiết bị cao áp, trong khi thiết bị giám sát được lắp đặt tại một vị trí an toàn hơn và dễ tiếp cận hơn.
Thông số kỹ thuật
| Mục thông số kỹ thuật | Cấu hình tiêu chuẩn / Tùy chọn |
|---|---|
| Tên sản phẩm | Đầu dò cảm biến nhiệt độ sợi quang huỳnh quang |
| Loại cảm biến | Cảm biến nhiệt độ quang học dạng điểm |
| Nguyên lý đo lường | Phương pháp đo nhiệt độ dựa trên thời gian tồn tại của ánh sáng huỳnh quang dư |
| Loại tín hiệu tại điểm cảm biến | Tín hiệu quang học |
| Phạm vi nhiệt độ | -40°C đến +260°C |
| Độ chính xác | từ ±0,5°C đến ±1°C |
| Nghị quyết | 0,1°C |
| Thời gian phản hồi | Chưa đầy 1 giây |
| Đường kính đầu dò | Từ 2 mm đến 3 mm, có thể tùy chỉnh |
| Chiều dài sợi | Từ 0 m đến 80 m, có thể tùy chỉnh |
| Loại sợi | Sợi quang thạch anh |
| Cấu trúc đầu dò | Loại tiêu chuẩn, loại thu nhỏ, loại bọc thép, loại lắp đặt trên bề mặt hoặc loại tùy chỉnh |
| Vật liệu xây dựng nhà ở | Thép không gỉ, ống cách nhiệt, kết cấu bọc thép hoặc vỏ bảo vệ theo yêu cầu |
| Cách điện | Cấu trúc cảm biến cách điện |
| Khả năng chịu được điện áp cao | Trên 100 kV |
| Khả năng chống nhiễu điện từ | Thích hợp cho các môi trường có từ trường mạnh |
| Tuổi thọ | Hơn 25 năm |
| Các ứng dụng điển hình | Cuộn dây máy biến áp, tiếp điểm thiết bị đóng cắt, mối nối thanh cái, đầu cáp, phích cắm RMU, tủ GIS, cuộn dây máy phát điện |
| Thiết bị tương thích | Thiết bị giám sát nhiệt độ bằng sợi quang một kênh hoặc nhiều kênh |
| Tùy chỉnh | Đường kính đầu dò, chiều dài sợi quang, đầu cảm biến, vỏ bảo vệ, đầu nối và cấu trúc lắp đặt |
Cấu trúc sản phẩm
Đầu dò huỳnh quang
Đầu cảm biến chứa chất huỳnh quang và được đặt tại điểm đo mục tiêu.
Sợi quang thạch anh
Sợi quang truyền ánh sáng kích thích và các tín hiệu huỳnh quang phản hồi giữa đầu dò và thiết bị giám sát.
Thân đầu dò cách nhiệt
Thân đầu dò có thể được thiết kế với cấu trúc cách điện để lắp đặt trên các thiết bị cao áp.
Nhà ở bảo vệ
Vỏ bảo vệ có thể được lựa chọn dựa trên mức độ bảo vệ cơ học, khả năng chống dầu, phương pháp lắp đặt và cấu trúc của thiết bị.
Giao diện thiết bị giám sát
Đầu dò này hoạt động cùng với một thiết bị giám sát nhiệt độ bằng sợi quang, có các chức năng kích thích, phát hiện tín hiệu, tính toán nhiệt độ và xuất tín hiệu.
So sánh với GaAs, cường độ huỳnh quang và cảm biến nhiệt độ FBG
Các công nghệ cảm biến nhiệt độ quang học khác nhau sử dụng các cơ chế tín hiệu khác nhau. Lựa chọn tối ưu phụ thuộc vào việc ứng dụng đó cần đo điểm nóng, cảm biến đa điểm, phát hiện dựa trên cường độ hay giải điều chế dựa trên bước sóng.
| Mục so sánh | Cảm biến thời gian sống huỳnh quang | Cảm biến quang học GaAs | Cảm biến cường độ huỳnh quang | Cảm biến FBG |
|---|---|---|---|---|
| Nguyên tắc | Thời gian suy giảm ánh sáng huỳnh quang dư | Hấp thụ quang học trong chất bán dẫn | Cường độ tín hiệu huỳnh quang | Sự dịch chuyển bước sóng Bragg |
| Cơ sở tín hiệu | Tín hiệu suy giảm trong miền thời gian | Sự thay đổi độ hấp thụ quang học | Cường độ ánh sáng phản xạ | Sự thay đổi bước sóng |
| Ảnh hưởng của tổn hao quang học | Thấp | Phụ thuộc vào hệ thống | Tương đối cao | Yêu cầu giải điều chế theo bước sóng |
| Đo điểm nóng | Rất phù hợp | Phù hợp với các thiết kế cụ thể | Thích hợp khi đường truyền quang ổn định | Có thể, nhưng thường được sử dụng cho các mạng cảm biến dựa trên lưới |
| Thiết bị điện cao áp | Thích hợp để đo điểm cách nhiệt | Tùy thuộc vào thiết kế bao bì | Tùy thuộc vào loại bao bì và độ ổn định quang học | Yêu cầu phải xử lý cẩn thận về chủng nấm và nhiệt độ |
| Lý do lựa chọn điển hình | Đo nhiệt độ tại điểm ổn định trong môi trường nhiễu điện từ (EMI) điện áp cao | Đo nhiệt độ bằng bán dẫn quang học | Phản ứng quang học đơn giản dựa trên cường độ | Cảm biến sợi quang dựa trên bước sóng và giám sát đa điểm |
Ưu điểm so với phương pháp cảm biến cường độ huỳnh quang
Việc đo cường độ huỳnh quang phụ thuộc trực tiếp hơn vào cường độ của ánh sáng phản xạ. Việc đo thời gian tồn tại tập trung vào thời gian suy giảm, do đó ít nhạy cảm hơn với hiện tượng suy hao quang học và sự biến đổi của cường độ tín hiệu.
Ưu điểm so với FBG trong đo lường điểm nhỏ gọn
Cảm biến FBG rất hữu ích trong việc cảm biến sợi quang dựa trên bước sóng. Các đầu dò thời gian sống huỳnh quang mang lại phương pháp trực tiếp hơn đối với các điểm nóng nhỏ gọn, nơi các yêu cầu chính là cách điện, khả năng chống nhiễu điện từ (EMI) và đo lường cục bộ.
Ưu điểm so với GaAs trong việc giám sát điểm nóng điện
Cảm biến quang học GaAs tận dụng các đặc tính hấp thụ của chất bán dẫn. Cảm biến thời gian sống huỳnh quang cung cấp một cấu trúc đầu dò thực tiễn để đo nhiệt độ tại các điểm cụ thể dưới điện áp cao trong thiết bị điện.
So sánh với cảm biến PT100 và cảm biến cặp nhiệt điện
Cảm biến PT100 và cặp nhiệt điện được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực đo nhiệt độ công nghiệp nói chung. Đầu dò quang huỳnh quang chủ yếu được lựa chọn khi điểm đo yêu cầu cách ly quang học và khả năng chống nhiễu điện từ (EMI).
| Mục so sánh | Đầu dò nhiệt độ sợi quang huỳnh quang | Cảm biến PT100 / Cặp nhiệt điện |
|---|---|---|
| Tín hiệu tại điểm đo | Tín hiệu quang học | Tín hiệu điện |
| Cách điện | Cấu trúc quang cách nhiệt | Yêu cầu thiết kế cách nhiệt và bảo vệ hệ thống dây điện |
| Khả năng chống nhiễu điện từ | Không bị ảnh hưởng bởi nhiễu điện từ | Có thể bị ảnh hưởng trong môi trường có điện trường mạnh |
| Môi trường điển hình | Thiết bị cao áp và nhạy cảm với nhiễu điện từ (EMI) | Phương pháp đo nhiệt độ công nghiệp truyền thống |
| Điểm đo điển hình | Cuộn dây, đầu nối, thanh dẫn, đầu cáp, phích cắm RMU | Tủ, bề mặt máy móc, thiết bị chế biến |
| Quy tắc lựa chọn | Chọn trường hợp cần có lớp cách nhiệt và khả năng chống nhiễu điện từ (EMI) | Chọn trường hợp nào thì việc sử dụng cảm biến điện là phù hợp |
Các lĩnh vực ứng dụng
Đo nhiệt độ cuộn dây máy biến áp
Đầu dò có thể được lắp đặt gần các điểm nóng trên cuộn dây máy biến áp để đo nhiệt độ trực tiếp bằng phương pháp quang học trong các ứng dụng máy biến áp khô hoặc ngâm dầu.
Các điểm đo tiêu biểu của máy biến áp
- Điểm nóng trên cuộn dây máy biến áp kiểu khô
- Điểm nóng trên cuộn dây máy biến áp ngâm dầu
- Điểm đo nhiệt độ cao áp bên trong
- Khu vực cuộn dây máy biến áp đặc biệt
Giám sát nhiệt độ tiếp điểm của thiết bị đóng cắt
Đầu dò có thể được sử dụng gần các tiếp điểm của bộ ngắt mạch, các tiếp điểm chuyển động/tĩnh và các điểm kết nối trong tủ điện, nơi có thể xảy ra hiện tượng quá nhiệt cục bộ.
Các điểm đo lường điển hình trên thiết bị đóng cắt
- Tiếp điểm của bộ ngắt mạch
- Nối thanh dẫn điện
- Đầu nối cáp
- Tiếp điểm ngắt mạch
- Điểm kết nối tủ điện cao áp
Phát hiện điểm nóng tại mối nối thanh cái
Đầu dò này có thể được sử dụng để theo dõi trực tiếp nhiệt độ tại các mối nối thanh dẫn đồng và các vị trí kết nối điện có dòng điện cao.
Giám sát mối nối cáp và đầu cáp
Đầu dò này có thể được sử dụng cho các khu vực kết nối cáp có không gian hạn chế, nơi các yếu tố như cách điện, không gian trong tủ và việc giám sát các điểm nóng cục bộ là rất quan trọng.
Giám sát nhiệt độ phích cắm của bộ nguồn vòng (Ring Main Unit)
Có thể lựa chọn các cấu trúc đầu dò thu nhỏ hoặc được thiết kế theo yêu cầu cho các kết nối cắm RMU và các vị trí đầu nối cáp cách điện.
Hệ thống giám sát nhiệt độ tủ GIS
Đầu dò này có thể được sử dụng tại một số vị trí nhất định trong tủ GIS, nơi yêu cầu cách ly quang học và định tuyến tín hiệu ổn định.
Đo nhiệt độ cuộn dây máy phát điện
Đầu dò này có thể thực hiện đo nhiệt độ bằng phương pháp quang học tại các khu vực cuộn dây máy phát điện có nhiễu điện từ mạnh.
Các tùy chọn tùy chỉnh
Đường kính đầu dò
Đầu dò có thể được tùy chỉnh để phù hợp với các khe hẹp, vị trí lắp chìm, các điểm tiếp xúc trên bề mặt và các tủ điện có kích thước nhỏ gọn.
Chiều dài sợi
Sợi quang có thể được thiết kế phù hợp với khoảng cách giữa điểm đo và thiết bị giám sát.
Cấu trúc đầu cảm biến
Đầu cảm biến có thể được thiết kế để tiếp xúc bề mặt, đo lường nhúng, lắp đặt dạng cuộn hoặc đo lường ở độ sâu mở rộng.
Nhà ở và Bảo vệ
Có thể lựa chọn các cấu trúc vỏ bọc khác nhau tùy theo độ bền cơ học, yêu cầu cách nhiệt, khả năng chống dầu và phương pháp lắp đặt.
Phương pháp lắp đặt
Có thể lựa chọn các cấu trúc lắp đặt trên bề mặt, lắp chìm, có lớp bảo vệ, cách nhiệt và thiết kế riêng cho từng dự án tùy theo điểm đo.
Các thiết bị giám sát tương thích
Đầu dò này hoạt động cùng với các thiết bị giám sát nhiệt độ bằng sợi quang, có các chức năng cung cấp ánh sáng kích thích, phát hiện tín hiệu, tính toán nhiệt độ, hiển thị, báo động và xuất dữ liệu.
Thiết bị một kênh
Thích hợp cho một điểm đo hoặc một vị trí điểm nóng tùy chỉnh.
Thiết bị đa kênh
Thích hợp cho nhiều điểm đo trong máy biến áp, thiết bị đóng cắt, thanh cái, đầu nối cáp hoặc các hệ thống giám sát thiết bị điện hoàn chỉnh.
Tích hợp hệ thống
Tùy thuộc vào thiết bị giám sát được chọn, hệ thống có thể được kết nối với các bảng điều khiển tại chỗ, các bộ báo động hoặc các nền tảng giám sát cấp cao hơn.
Cách chọn đầu dò phù hợp
Xác nhận thiết bị
Xác định xem đầu dò sẽ được sử dụng cho máy biến áp, thiết bị đóng cắt, thanh cái, mối nối cáp, RMU, GIS, máy phát điện hay các thiết bị khác.
Xác nhận điểm đo
Xác định chính xác vị trí điểm nóng hoặc bề mặt cần đo.
Xác nhận không gian lắp đặt
Kiểm tra không gian trống, phương pháp lắp đặt, đường dẫn dây và yêu cầu bảo vệ cơ học.
Xác nhận hệ thống giám sát
Chọn thiết bị giám sát phù hợp dựa trên số lượng điểm đo và yêu cầu về đầu ra của hệ thống.
Xác nhận môi trường vận hành
Cần xem xét mức điện áp, khoảng cách cách điện, môi trường dầu, ứng suất cơ học và các điều kiện vận hành lâu dài.
Thông tin tham khảo để lựa chọn đầu dò
| Thông tin bắt buộc | Ví dụ |
|---|---|
| Loại thiết bị | Máy biến áp, thiết bị đóng cắt, thanh cái, mối nối cáp, RMU, GIS hoặc máy phát điện |
| Điểm đo | Điểm nóng do quấn dây, điểm tiếp xúc, mối nối thanh cái, đầu cáp hoặc kết nối bằng phích cắm |
| Số điểm đo | Một điểm hay nhiều điểm |
| Cấu trúc lắp đặt | Loại nhúng, gắn bề mặt, bọc thép, cách điện hoặc tùy chỉnh |
| Hệ thống giám sát | Thiết bị một kênh hoặc nhiều kênh |
| Môi trường hoạt động | Điện áp cao, môi trường dầu, tủ điều khiển nhỏ gọn, nhiễu điện từ (EMI) mạnh hoặc hoạt động lâu dài |
Các câu hỏi thường gặp
Đầu dò cảm biến nhiệt độ sợi quang huỳnh quang là gì?
Đây là một đầu dò nhiệt độ quang học dạng điểm, sử dụng phương pháp đo thời gian tồn tại của ánh sáng huỳnh quang dư để cảm biến nhiệt độ cục bộ.
Phương pháp đo thời gian sống của huỳnh quang dựa trên nhiệt độ hoạt động như thế nào?
Chất huỳnh quang phát ra tín hiệu phát sáng dư sau khi được kích thích quang học. Thiết bị giám sát tính toán nhiệt độ dựa trên thời gian suy giảm của tín hiệu đó.
Tại sao phép đo thời gian tồn tại lại ổn định hơn phép đo cường độ?
Phương pháp đo thời gian tồn tại tập trung vào thời gian suy giảm hơn là cường độ tín hiệu tuyệt đối, do đó ít bị ảnh hưởng bởi tổn thất quang học và sự dao động của cường độ ánh sáng.
Điểm khác biệt so với phương pháp đo nhiệt độ bằng FBG là gì?
Cảm biến FBG sử dụng sự dịch chuyển bước sóng, trong khi các đầu dò thời gian sống huỳnh quang sử dụng thời gian suy giảm ánh sáng dư. Các đầu dò huỳnh quang đặc biệt phù hợp để đo điểm nóng ở quy mô nhỏ.
Nó khác với cảm biến quang học GaAs như thế nào?
Công nghệ cảm biến GaAs dựa trên đặc tính hấp thụ của chất bán dẫn. Công nghệ cảm biến thời gian tồn tại huỳnh quang dựa trên thời gian suy giảm của vật liệu huỳnh quang và phù hợp để giám sát các điểm nóng điện.
Đầu dò này có phù hợp để kiểm tra các cuộn dây của máy biến áp không?
Đúng vậy. Thiết bị này có thể được sử dụng để đo điểm nóng trên cuộn dây máy biến áp khi cấu trúc đầu dò phù hợp với thiết kế cuộn dây và lớp cách điện.
Nó có thể được sử dụng trong tủ điện không?
Đúng vậy. Sản phẩm này có thể được sử dụng cho các điểm tiếp xúc, mối nối thanh dẫn, đầu nối cáp và các vị trí dễ phát nhiệt khác trong tủ điện.
Có thể tùy chỉnh đầu dò được không?
Đúng vậy. Cấu trúc đầu dò có thể được tùy chỉnh phù hợp với điểm đo, không gian lắp đặt và môi trường hoạt động của thiết bị.
Cần sử dụng thiết bị giám sát nào?
Đầu dò cần hoạt động cùng với một thiết bị giám sát nhiệt độ bằng sợi quang, có chức năng kích thích, phát hiện tín hiệu và xuất ra giá trị nhiệt độ.
Cần những thông tin nào để tiến hành lựa chọn?
Thông thường cần phải xác định loại thiết bị, điểm đo, cấu trúc lắp đặt, số lượng điểm giám sát và môi trường vận hành.
Đầu dò cảm biến nhiệt độ sợi quang huỳnh quang dành cho thiết bị cao áp
Đầu dò cảm biến nhiệt độ sợi quang huỳnh quang cho phép đo nhiệt độ tại điểm cụ thể bằng phương pháp quang học, có tính cách điện và miễn nhiễm với nhiễu điện từ (EMI) cho các thiết bị điện cao áp. Nguyên lý cảm biến dựa trên hiện tượng phát sáng dư trong suốt vòng đời của thiết bị khiến nó phù hợp để sử dụng cho các cuộn dây máy biến áp, tiếp điểm thiết bị đóng cắt, mối nối thanh cái, đầu cáp, phích cắm RMU, tủ GIS và cuộn dây máy phát điện – những nơi cần giám sát ổn định các điểm nóng cục bộ.
