荧光光纤测温系统白皮书
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FOTS-MX02型荧光式光纤测温系统使用说明书VER 1.0英迪戈精密光电科技有限公司2016年09月前言首先,感谢您选择和使用FOTS-M02型荧光式光纤测温显控器。
为了使您能更充分了解本产品的功能特点,正确、有效、安全地使用本产品,请您注意以下事项:①.认真阅读本手册,按照手册的说明进行安装、使用。
②.设备出厂时,所有参数已调好,请勿自行更改设置。
本显控器主要用于各种试验温度数据采集,适合在高压、电磁干扰环境中进行温度监测监控。
如果在使用过程中遇到不清楚的地方或发现其它超出本说明书范围的问题,请您及时与本公司联系,我们将尽快答复,并竭诚帮助解决您所遇到的问题。
联系方式:苏州高新区科技城科创路18号A栋401邮政编码:215163电话:86-512-66891140Email: info@FOTS-MX02型荧光光纤测温显控器一、概述FOTS-MX02系列荧光光纤测温显控器是基于荧光式光纤测温原理集成的测温系统。
该产品在高电压、强电磁干扰等特殊工业环境下的测温方面有着独特的技术优势。
本产品核心部件采用目前国际上最新一代荧光式光纤测温模块与探头,具有本质安全、抗强电磁干扰、电绝缘性好、防雷击、高精度、性能稳定以及寿命长、耐腐蚀、体积小等优点。
其信号处理部分采用国际最先进的数字化解调技术,具有实时在线信号采集、处理和传输功能。
被测体的温度信息从传感、解调到传输全部是由光学信号完成,实现了真正的无电检测和本质安全,广泛适用于电力、航空航天、工业微波、生命科学、食品加工、石油化工、塑料橡胶工业、微波化学等多种工业环境和研究领域。
本产品在寿命期内无须校准标定,特别适合于高电压、强电磁(EMI/RFI/EMP)等特殊工业环境中对温度的实时监测。
同时,此款荧光式光纤测温系统设计形式灵活、可靠性高,可完成拓扑结构复杂的多点温度监测,具有极高的环境适应性。
二、功能特点1)本系列产品为多通道高精度测温系统,可根据用户需求设定测量通道数;2)可根据用户需求系统硬件设定设备地址;3)使用方便,组网灵活,通讯接口是:RS-485标准;4)可输出开关量控制信号;5)各测温通道可独立设定超温报警1和超温报警2;6)具有声音和灯光报警功能。
光缆监测系统白皮书版本:v1.0武汉光迅科技股份有限公司声明:C o p y r i g h t©2007,2009武汉光迅科技股份有限公司版权所有,保留一切权利。
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C o p y r i g h t&T r a d e m a r kC o p y r i g h t A c c e l i n k T e c h n o l o g i e s C o.,L t d.2009,a l l r i g h t s r e s e r v e d.C o p y o r r e p r o d u c t i o n i n a n y f o r m w i t h o u t p e r m i s s i o n i s p r o h i b i t e d.A l l b r a n d n a m e s a n d p r o d u c t n a m e s u s e d i n t h i s m a n u a l a r e t r a d e m a r k s, r e g i s t e r e d t r a d e m a r k s.~ i ~~ ii ~目 录声明: ................................................................................................................................................ I 目 录 ................................................................................................................................................. I I 1 概述 ............................................................................................................................................. 1 2 系统总体结构 .............................................................................................................................. 2 3 各单盘功能及技术指标 ............................................................................................................... 3 3.1 交换盘 (ROUTER) ................................................................................................................... 3 3.2 光开关盘 (OSW) .................................................................................................................... 3 3.3 光功率计盘 (OPM) ................................................................................................................ 4 3.4 光源盘 (OS) ........................................................................................................................... 5 3.5 RTU 盘 .................................................................................................................................... 5 3.6 电源盘 (POWER) .................................................................................................................... 6 3.7 子框 ....................................................................................................................................... 6 4 系统的功能特点 .......................................................................................................................... 7 4.1 功能模块................................................................................................................................ 7 4.2 系统功能特点说明 ................................................................................................................ 7 5 应用场景 ...................................................................................................................................... 9 5.1 OLM 基于轮询的方案 ............................................................................................................ 9 5.2 光源+光功率计(OPM)的方案 ............................................................................................... 9 5.3 光缆监测+光保护系统(OLP)的方案 .. (10)5.3.1 光缆监测+光保护系统(6口O L P )的方案 (10)5.3.2 光缆监测+光保护系统(8口O L P )的方案 ................................................................. 11 5.4 组建监测中心的方案 ........................................................................................................... 11 5.5 组建光缆智能维护平台 ....................................................................................................... 12 附录:产品标准及要求. (13)1概述随着光缆长途传输和本地网规模迅速扩大,为了保障通信,提高光缆的可用率,同时弥补维护力量相对不足的缺点,客观上要求采用集中化的维护手段。
基于红宝石的荧光光纤温度传感器摘要:本文中提出了荧光光纤温度测量系统,分析了荧光物质的吸收和发射特性,并开发基于红宝石的光纤温度测量探头。
该系统特别适合温度测量范围为20°C至600°C。
实验中,由于其高度的分辨率和精度,这种温度测量方法被证明是有效和有用的。
该系统解决了在特殊的环境和电磁干扰环境中的温度测量问题。
关键词:荧光光纤温度传感器;红宝石材料;PLD-PMSR 荧光光纤温度传感器;荧光光纤温度传感器红宝石材料;A Fluorescence optic-fiber Temperature Sensor Based on RubyAbstract: The fluorescence fiber temperature measurement system is propos ed in his paper, The characteristic of fluorescence material absorption and emission is analysised, and the optic- fiber temperature measurement probe based on ruby is developed. This system is particularly adapt to the temp erature measurement in the rang of 20ć to 600ć. During the cause of expe rimentation, this temperature measurement method is proved to be effective and useful for its highly resolution and precision. This system has resolv ed the temperature measurement problem in special environment and electr omagnetic interference environmental. Keywords-fluorescence :optic-fiberthermometer; ruby material; PLD-PMSRⅠ.引言除了是一个理想的珍贵宝玉石,红宝石作为激光晶体在世界上第一个激光的成功运作中的使用是众所周知的。
荧光光纤温度传感器是一种创新的温度测量设备,利用光纤技术的远距离传输特性,避开了恶劣的测温环境。
这种传感器基于稀土荧光物质的材料特性实现,当这些物质受到紫外线照射并激发后,它们在可见光谱中发射线状光谱,即荧光及其余辉。
荧光余辉的衰变时间常数是温度的单值函数,通常温度越高,时间常数越小。
只要测得时间常数的值,就可以求出温度。
为了提高测量的准确性和稳定性,研究人员设计了一种双通道的小型实用的荧光测温系统。
这个系统分为光路设计、电路设计和程序设计三个部分。
通过采用两路通道差分相减的创新思想,完全消除了直流分量且基本不含有随机噪声,从而得到了单一光滑的荧光衰减信号。
此外,报道中提到的最新研制的荧光光纤温度传感器及其测量系统,其结构简单合理,制造成本低,测量范围大,可实现温度-50~+200℃温度范围的测量,测量精度高,可实现精度±0.1℃。
光纤测温系统说明光纤测温系统原理2.3.1光纤测温系统构成图4 光纤测温系统构成光纤测温系统设计说明:采用点式测温,由于解调体积较小,可每台**每组件近安装一个温度解调仪,测温主机安装在控制室,多路感温光纤分别对监控区域进行温度监测,通过RJ45上传实时温度数据,报警时通过继电器输出报警信息给上位机,实现报警联动。
2.3.2系统特点➢不降低电气设备的安全等级:测温式电气火灾监控探测器体积小,直径2.8mm,没有任何金属材质、电子元器件,绝缘性好,20cm耐10万伏电压。
➢最准确的预报技术:不受电磁场干扰的监测方式,≤10S的响应时间充分将火灾隐患消灭在萌芽阶段。
➢全年、全天侯安全守护:至少25年,每年365天,全天候24小时实时监测和分析。
➢高性价比:初期造价经济合理,后期运行免维护。
➢减少了监测盲区、提高了设备安全性:定位精度1mm。
➢节省成本:直接安装于温升部位,实时记录、显示监测点数据,实现无人值守监测站目标。
➢建立了维修依据:全面掌握设备运行情况,可以预测、预知设备老化,从而根据设备运营状况提出检修时间、检修计划。
➢智能判断性:能够对被测对象的正常温度、异常温度、火灾进行快速的判断和分析。
➢参数设置的方便性:可设置多级的预报警、报警阀值;报警方式有声、光、不同颜色的图形界面、继电器输出等形式。
可在任何时间准确显示任何一点监测的温度,在事故发生前早期预警。
➢网络性:该系统具有开放式、网络化、单元化及组态方便等优点,以实现信息化的管理。
➢兼容性:系统可以通过RS232/RS485、RJ45、内置继电器等输出形式与消防报警系统,提供信号进行声、光报警,信号输出准确、完整。
➢安全性:具有多级权限设置功能,授权管理,确保系统的安全。
➢数据管理性:能够对不同类型的数据进行统计、保存、查询、打印、复制。
数据类型有:一级预报警数据;二级预报警数据,事故报警数据,异常数据,正常数据,日/月/年平均数据,火情分析数据等。
物联网技术 2023年 / 第11期240 引 言温度作为反映系统状态的重要特征,是监测系统运行状况和工业生产情况的重要指标[1],但是目前常用的温度监测系统在实际应用中还存在着诸多问题。
一是传统测温设备大多存在可靠性差、准确度低的缺点,并难以在腐蚀、高压、狭窄空间和强电磁干扰的环境中使用[2]。
应用最为广泛的热电偶、热电阻接触式测温技术,通过电信号获得温度值,但在强电磁干扰环境中使用受限[3];红外测温等非接触式测温技术基于红外线在不同温度下的折射光线强度不同进行测温,但对工作环境有较高要求[4]。
二是目前常见的监测方案存在信息滞后、通信不便的“信息孤岛”问题,缺乏远距离实时多源监测的手段。
三是多数监测系统应用场景单一,智能化程度低。
传统的系统监控及运行一般以集中式或者分布式的SCADA 系统应用为主,在区域广、布线困难的区段,数据的获取会变得困难。
针对以上关键问题,本文基于光纤荧光测温技术,设计一种光纤荧光温度传感器,利用其耐腐蚀、强绝缘、免维护、抗电磁干扰和稳定性较好等特点[5],提高测温的精度和准度,并解决其恶劣环境应用受限问题;通过无线桥接的方法,利用WiFi 模块对传感器进行组网,并基于“一套系统+N 个场景”的智慧系统设计框架,从感知层、传输层和应用层三方面进行创新,设计出一种使用范围广、集成化程度高的温度监测云平台系统。
1 系统总体设计基于光纤荧光技术的温度监测系统总体架构如图1所示,包括感知层、网络层和应用层。
感知层采用优化设计的光纤荧光测温传感器;网络层由网络管理系统、有线或无线数据网络组成,将传感器采集的温度信息通过网络传输给应用层;应用层由PC 端和云平台构成。
图1 温度监测系统总体架构1.1 感知层基于荧光光纤测温技术,优化设计一种小体积测温传感器,温度检测范围为-50~150 ℃,检测精度为±0.5 ℃。
着重进行光路和电路两方面设计,前者包括探头、光路耦合和光电探测器的选型和设计,后者着重对光源驱动电路和光电转换电路进行设计。
荧光光纤测温系统一.应用背景应用在大功率发射机中在发射机前级.末级,高前电子管、高末电子管、高末调谐调配电容和高周箱体等若干个测试点。
而这些发热位置的温度无法监测,由此最终可能导致发射机故障的发生。
近年来,在大数据在推动下,将发射机各方面数据进行采集也是一项重要的任务,有利于智能化的管理,从而达到有人留守无人值班,为此,我们提出对发射机的重要位置进行实时测温,实现温度在线监测是保证发发射机安全运行的重要手段。
而光纤测温以其抗电磁干扰、温度精度高、实时在线监测等独特的优势,在大功率发射机等方便得到广泛的应用,也逐渐成为首选测温产品。
二.荧光光纤测温技术简介自1970年第一次成功的研制出传输损耗为20dB/km的石英质玻璃光波导以来,光纤测温技术就在传感技术领域便得到了迅速的发展。
与传统的测温方式不同,光纤测温可直接通过放在复杂电磁环境内被测点上的传感探头实现真实、准确测量热点温度,为用户提供直接动态的测量,具有直接、实时、准确等优点。
光纤测温系统敏感组件测量和信号的传输均由光纤来完成,无电信号引入,非常适合于在高电压、强磁场环境下进行温度直接测量,同时又可保证原高压环境器的绝缘性能。
目前常用的光纤点式测温技术主要包括荧光式、半导体吸收式和光纤光栅式三种技术路线,其技术指标对比如表1-1所示。
由表可知,基于荧光余辉原理的荧光光纤温度传感技术具有测量范围大、性能稳定、拓扑结构简单、寿命长等独特优势,是光纤测温领域的重要发展方向,应用前景相当广阔。
已经实现了光纤测温装置的批量化生产,技术成熟,工程化应用程度高,在大型发射机中环境中取得了广泛的应用,将荧光光纤温度传感器探头埋入其中,利用光纤作为温度感应信号传播媒介,绝缘性能好,抗电磁干扰能力强,响应速度快,在高电压、高磁场条件下实现在线、实时地准确测量绕组的热点温度,有效地克服了传统测温方法无法直接测量热点温度、电磁免疫性能差、精度欠佳等固有缺陷,能够及时为运行部门提供有效可靠的变压器等复杂电磁环境中运行状态信息和决策支持,提高电力系统运行可靠性。