適用于高壓開關(guān)柜、箱變的局放在線監(jiān)測(cè),采用超聲波地電波二合一傳感器、特高頻超聲波二合一傳感器、特高頻+超聲波地電波三合一監(jiān)測(cè)方式,精度高、定位準(zhǔn)。
方案一:集中式監(jiān)測(cè)主機(jī)、超聲波地電波二合一局放傳感器、后臺(tái)系統(tǒng);
方案二:集中式監(jiān)測(cè)主機(jī)、特高頻超聲波二合一局放傳感器、后臺(tái)系統(tǒng);
方案三:集中式監(jiān)測(cè)主機(jī)、空間特高頻局放傳感器、超聲波地電波二合一傳感器、后臺(tái)系統(tǒng)。
開關(guān)柜測(cè)溫:適用于高壓開關(guān)柜、低壓開關(guān)柜的開關(guān)接點(diǎn)的溫度監(jiān)測(cè),具備耐高壓、抗爬電、不受任何電磁信號(hào)干擾、精度高、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn),是傳統(tǒng)無(wú)線測(cè)溫的理想替代產(chǎn)品。
箱變測(cè)溫:適用于新能源箱變的點(diǎn)式測(cè)溫,具備耐高壓、抗爬電、不受任何電磁信號(hào)干擾、精度高、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn),是傳統(tǒng)無(wú)線測(cè)溫的理想替代產(chǎn)品。
油浸式變壓器繞組測(cè)溫:適用于大型油浸式變壓器的繞組溫度監(jiān)測(cè)、油溫監(jiān)測(cè)、鐵芯溫度監(jiān)測(cè),具備耐高壓、抗爬電、不受任何電磁信號(hào)干擾、精度高、壽命長(zhǎng)(基本上與變壓器同壽命)等特點(diǎn),是傳統(tǒng)鉑電阻測(cè)溫方式的理想替代產(chǎn)品。
開關(guān)柜測(cè)溫:適用于高壓開關(guān)柜、低壓開關(guān)柜的開關(guān)接點(diǎn)的溫度監(jiān)測(cè),具備耐高壓、抗爬電、不受任何電磁信號(hào)干擾、精度高、壽命長(zhǎng)(可高可達(dá)40年)等特點(diǎn),是傳統(tǒng)無(wú)線測(cè)溫的理想替代產(chǎn)品。
箱變測(cè)溫:適用于新能源箱變的點(diǎn)式測(cè)溫,具備耐高壓、抗爬電、不受任何電磁信號(hào)干擾、精度高、壽命長(zhǎng)(可高可達(dá)40年)等特點(diǎn),是傳統(tǒng)無(wú)線測(cè)溫的理想替代產(chǎn)品。
油浸式變壓器繞組測(cè)溫:適用于大型油浸式變壓器的繞組溫度監(jiān)測(cè)、油溫監(jiān)測(cè)、鐵芯溫度監(jiān)測(cè),具備耐高壓、抗爬電、不受任何電磁信號(hào)干擾、精度高、壽命長(zhǎng)(基本上與變壓器同壽命)等特點(diǎn),是傳統(tǒng)鉑電阻測(cè)溫方式的理想替代產(chǎn)品。
分布式光纖測(cè)溫是目前新興的接觸式測(cè)溫手段,具有體積小、重量輕、無(wú)源檢測(cè)、防電磁干擾、阻燃防爆、易于遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)等優(yōu)點(diǎn)。
分布式光纖測(cè)溫是利用光纖作為傳感敏感元件和傳輸信號(hào)介質(zhì),探測(cè)出沿著光纖不同位置的溫度和應(yīng)變的變化,實(shí)現(xiàn)分布式的測(cè)量。位置測(cè)量一般方式 :發(fā)射光與反射光的時(shí)差 * 介質(zhì)中光速 /2。
常規(guī)光纖測(cè)溫方法主要基于拉曼散射中反斯托克斯光和斯托克斯光的強(qiáng)度之比與溫度關(guān)系的等式,簡(jiǎn)單地說(shuō)就是由激光發(fā)射器發(fā)出的光后,會(huì)在介質(zhì)里產(chǎn)生散射光,背散射光經(jīng)過(guò)波長(zhǎng)征別模塊,得到斯托克斯光和反斯托克斯光,由光電探測(cè)器得出光強(qiáng)值,采樣轉(zhuǎn)換后按照拉曼散射公式計(jì)算出被測(cè)點(diǎn)位置和溫度。有效減小了溫度測(cè)量的相對(duì)誤差,應(yīng)用于光纖測(cè)溫領(lǐng)域里,顯著提高了分布式光纖測(cè)溫的精確度和靈活性。
光學(xué)零件,又稱光學(xué)元件。光學(xué)系統(tǒng)的基本組成單元。大部分光學(xué)零件起成像的作用,如透鏡、棱鏡、反射鏡等。
另外還有一些在光學(xué)系統(tǒng)中起特殊作用(如分光、傳像、濾波等)的零件,如分劃板、濾光片、光柵用以光學(xué)纖維件等。全息透鏡、梯度折射率透鏡、二元光學(xué)元件等,是一二十年來(lái)出現(xiàn)的新型光學(xué)零件。
應(yīng)用光學(xué):
由于光學(xué)由許多與物理學(xué)緊密聯(lián)系的分支學(xué)科組成,具有廣泛的應(yīng)用,所以還有一系列應(yīng)用背景較強(qiáng)的分支學(xué)科也屬于光學(xué)范圍。
如有關(guān)電磁輻射物理量測(cè)量的光度學(xué)和輻射度學(xué);以正常平均人眼為接收器來(lái)研究電磁輻射所引起的彩色視覺及其心理物理量的測(cè)量的色度學(xué);以及眾多的技術(shù)光學(xué)諸如光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及光學(xué)儀器理論,光學(xué)制造和光學(xué)測(cè)試及干涉量度學(xué)、薄膜光學(xué)、纖維光學(xué)和集成光學(xué)等。
還有與其他學(xué)科交叉的分支,如天文光學(xué)、海洋光學(xué)、遙感光學(xué)、大氣光學(xué)、生理光學(xué)及兵器光學(xué)等。
光學(xué)零件,又稱光學(xué)元件。光學(xué)系統(tǒng)的基本組成單元。大部分光學(xué)零件起成像的作用,如透鏡、棱鏡、反射鏡等。
又稱光學(xué)元件。光學(xué)系統(tǒng)的基本組成單元。大部分光學(xué)零件起成像的作用,如透鏡、棱鏡、反射鏡等。另外還有一些在光學(xué)系統(tǒng)中起特殊作用(如分光、傳像、濾波等)的零件,如分劃板、濾光片、光柵用以光學(xué)纖維件等。全息透鏡、梯度折射率透鏡、二元光學(xué)元件等,是一二十年來(lái)出現(xiàn)的新型光學(xué)零件。
分布式光纖測(cè)溫技術(shù)原理
光纖測(cè)溫的機(jī)理是依據(jù)后向拉曼(Raman) 散射效應(yīng)。激光脈沖與光纖分子相互作用, 發(fā)生散射,散射有多種,如:瑞利(Rayleigh)散射、布里淵(Brillouin)散射和拉曼(Raman)散射等。其中拉曼散射是由于光纖分子的熱振動(dòng),它會(huì)產(chǎn)生一個(gè)比光源波長(zhǎng)長(zhǎng)的光,稱斯托克斯(Stokes)光,和一個(gè)比光源波長(zhǎng)短的光,稱為反斯托克斯(Anti-Stokes)光。光纖受外部溫度的調(diào)制使光纖中的反斯托克斯(Anti-Stokes)光強(qiáng)發(fā)生變化,Anti-Stokes 與Stokes 的比值提供了溫度的指示,利用這一原理可以實(shí)現(xiàn)對(duì)沿光纖溫度場(chǎng)的分布式測(cè)量。
分布式光纖測(cè)溫預(yù)警系統(tǒng)采用高品質(zhì)的脈沖光源、光接收設(shè)備和高速的信號(hào)采集處理技術(shù),就可以得到沿光纖所有點(diǎn)的準(zhǔn)確溫度值。目前性能好,技術(shù)的分布式光纖測(cè)溫預(yù)警系統(tǒng),能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)距離長(zhǎng)10km;空間分辨率1m 的溫度進(jìn)行測(cè)量,也就是相當(dāng)于10,000 個(gè)測(cè)量點(diǎn)。
光纖測(cè)溫技術(shù)
光纖測(cè)溫技術(shù)是近年才發(fā)展起來(lái)的新技術(shù),并已逐漸顯露出某些優(yōu)異特性。充分發(fā)揮它的特長(zhǎng),就能創(chuàng)造出新的測(cè)溫方案與技術(shù)應(yīng)用的場(chǎng)合,如下所述:
● 強(qiáng)電磁場(chǎng)下的溫度測(cè)量。高頻與微波加熱方法受到人們重視,正在向如下領(lǐng)域逐漸擴(kuò)展:金屬的高頻熔煉、焊接與淬火、橡膠的硫化、木材與織物的烘干以及制藥、化工,甚至家庭烹調(diào)等。光纖測(cè)溫技術(shù)在這些領(lǐng)域中有著優(yōu)勢(shì),因?yàn)樗葻o(wú)導(dǎo)電部分引起的附加升溫,又不受電磁場(chǎng)的干擾。
● 高壓電器的溫度測(cè)量。典型的應(yīng)用是高壓變壓器繞阻熱點(diǎn)的溫度測(cè)量。英國(guó)電能研究中心從20世紀(jì)70年代中期就開始潛心研究這一課題,起初是為了故障診斷與預(yù)報(bào),后來(lái)又用于計(jì)算機(jī)電能管理的應(yīng)用,轉(zhuǎn)入了安全過(guò)載運(yùn)行,使系統(tǒng)處于功率分配狀態(tài)。另一類應(yīng)用的場(chǎng)合是各種高壓裝置,如發(fā)電機(jī)、高壓開關(guān)、過(guò)載保護(hù)裝置,甚至架空電力線和地下電纜等。
● 易燃易爆物的生產(chǎn)過(guò)程與設(shè)備的溫度測(cè)量。光纖傳感器在本質(zhì)上是防火防爆器件,它不需要采用隔爆措施,十分可靠。與電學(xué)傳感器相比,既能降低成本又能提高靈敏度。例如,大型化工廠的反應(yīng)罐工作在高溫高壓狀態(tài),反應(yīng)罐表面溫度特性的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)可確保其正確工作,將光纖沿反應(yīng)罐表面鋪設(shè)成感溫網(wǎng)格,這樣任何熱點(diǎn)都能被監(jiān)控,可有效地預(yù)防事故發(fā)生。
● 高溫介質(zhì)的溫度測(cè)量。在冶金工業(yè)中,當(dāng)溫度高于1300℃或1700℃時(shí),或者溫度雖不高但使用條件惡劣時(shí),尚存在許多測(cè)溫難題。充分發(fā)揮光纖測(cè)溫技術(shù)的優(yōu)勢(shì),其中有些難題可望得到解決。例如,鋼液、鐵液及相關(guān)設(shè)備的連續(xù)測(cè)溫問(wèn)題,高爐爐體的溫度分布等,有關(guān)這類研究國(guó)內(nèi)外都正在進(jìn)行之中。
● 橋梁安全檢測(cè)。國(guó)內(nèi)在大橋安全檢測(cè)項(xiàng)目中,采用了光纖光柵傳感器,檢測(cè)大橋在各種情況下的應(yīng)力應(yīng)變和溫度變化情況。在大橋選定的端面上布設(shè)了8個(gè)光纖光柵應(yīng)變傳感器和4個(gè)光纖光柵溫度傳感器,其中8個(gè)光纖光柵應(yīng)變傳感器串接為1路,4個(gè)溫度傳感器串接為1路,然后由光纖傳輸?shù)綐蚬芩?,?shí)現(xiàn)大橋的集中管理。從測(cè)試結(jié)果來(lái)看,光纖光柵傳感器所取得的測(cè)試數(shù)據(jù)與預(yù)期結(jié)果一致。
● 鋼液澆鑄檢測(cè)。連鑄機(jī)在澆鑄時(shí),為防止鋼液被氧化、提高質(zhì)量,希望鋼液在與空氣完全隔絕的狀態(tài)下,從大包流到中間包。但實(shí)際上,在大包澆鑄完時(shí),是由操作員目視判斷渣是否流出,因而在大包澆鑄結(jié)束前5~10分鐘之間,密閉狀態(tài)已破壞。為了防止鑄坯質(zhì)量劣化及錯(cuò)誤判斷漏渣,研制出光纖漏渣檢測(cè)裝置。
光纖傳感器的發(fā)展趨勢(shì)及應(yīng)用
基本工作原理及應(yīng)用領(lǐng)域
光纖傳感器的基本工作原理是將來(lái)自光源的光經(jīng)過(guò)光纖送入調(diào)制器,使待測(cè)參數(shù)與進(jìn)入調(diào)制區(qū)的光相互作用后,導(dǎo)致光的光學(xué)性質(zhì)(如光的強(qiáng)度、波長(zhǎng)、頻率、相位、偏正態(tài)等)發(fā)生變化,稱為被調(diào)制的信號(hào)光,在經(jīng)過(guò)光纖送入光探測(cè)器,經(jīng)解調(diào)后,獲得被測(cè)參數(shù)。
光纖傳感器的應(yīng)用于對(duì)磁、聲、壓力、溫度、加速度、陀螺、位移、液面、轉(zhuǎn)矩、光聲、電流和應(yīng)變等物理量的測(cè)量。光纖傳感器的應(yīng)用范圍很廣,幾乎涉及國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防上所有重要領(lǐng)域和人們的日常生活,尤其可以有效地在惡劣環(huán)境中使用,解決了許多行業(yè)多年來(lái)一直存在的技術(shù)難題,具有很大的市場(chǎng)需求。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面的應(yīng)用:
● 城市建設(shè)中橋梁、大壩、油田等的干涉陀螺儀和光柵壓力傳感器的應(yīng)用。光纖傳感器可預(yù)埋在混凝土、碳纖維增強(qiáng)塑料及各種復(fù)合材料中,用于測(cè)試應(yīng)力松馳、施工應(yīng)力和動(dòng)荷載應(yīng)力,從而評(píng)估橋梁短期施工階段和長(zhǎng)期營(yíng)運(yùn)狀態(tài)的結(jié)構(gòu)性能。
● 在電力系統(tǒng),需要測(cè)定溫度、電流等參數(shù),如對(duì)高壓變壓器和大型電機(jī)的定子、轉(zhuǎn)子內(nèi)的溫度檢測(cè)等,由于電類傳感器易受電磁場(chǎng)的干擾,無(wú)法在這類場(chǎng)合中使用,只能用光纖傳感器。分布式光纖溫度傳感器是近幾年發(fā)展起來(lái)的一種用于實(shí)時(shí)測(cè)量空間溫度場(chǎng)分布的技術(shù),分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)不僅具有普遍光纖傳感器的優(yōu)點(diǎn),還具有對(duì)光纖沿線各點(diǎn)的溫度的分布傳感能力,利用這種特點(diǎn)我們可以連續(xù)實(shí)時(shí)測(cè)量光纖沿線幾公里內(nèi)各點(diǎn)溫度,定位精度可達(dá)米的量級(jí),測(cè)量精度可達(dá)1度的水平,非常適用大范圍交點(diǎn)測(cè)溫的應(yīng)用場(chǎng)合。
光纖傳感器的分類
光纖傳感器可分兩大類:一類是功能型(傳感型)傳感器;另一類是非功能性(傳光型)傳感器。
功能型傳感器是利用光纖本身的特性把光纖作為敏感元件,被測(cè)量對(duì)光纖內(nèi)傳輸?shù)墓膺M(jìn)行調(diào)制,使傳輸?shù)墓獾膹?qiáng)度、相位、頻率或偏振態(tài)等特性發(fā)生變化,現(xiàn)通過(guò)被調(diào)制走的傳導(dǎo)進(jìn)行解調(diào),從而得出被測(cè)信號(hào)。
光纖在其中不僅是導(dǎo)光媒質(zhì),而且也是敏感元件,光在光纖內(nèi)被測(cè)量調(diào)制,多采用多模光纖。
優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)緊湊,靈敏度度。缺點(diǎn):須用特殊光纖,成本高。典型例子:光纖陀螺、光纖水聽器等。
非功能型傳感器是利用其它敏感元件感受被測(cè)量的變化,光纖僅作為信息的傳輸介質(zhì),常采用單模光纖。光纖在其中僅起導(dǎo)光作用,光照在光纖型敏感元件上被測(cè)量調(diào)制。