多通道荧光光纤温度传感器应用测温范围

荧光材料的测温原理

几乎所有材料都会在适当的条件下发出荧光。当材料暴露于电磁辐射时，荧光可以非常简单地定义为光的发射。在初始激发之后，该发射可以持续一段时间。那段时间一种材料将发射的是在原子水平上发生的许多相互作用的产物和被吸收的能量的量。激发和发射强度都表现出指数随时间的变化。这种双时间依赖性行为是一种独特的性质，可用于指示荧光材料分子处于何种状态。

科学家已经发现了各种类型的荧光材料，这些荧光材料可掺杂特定元素，使其行为高度依赖于某些物理特性，这些物理特性对于传感应用具有实际意义。例如，发现可以使用某些晶体基质的荧光特性来测量温度，压力，湿度，氧气和二氧化碳。所有这些物理性质可以通过精确确定独特荧光材料的指数时间常数来测量。开发了一系列具有成本效益的光纤温度传感器，可以利用这些原理。相对于竞争传感技术的一个显着优势是光纤传感器本质上不受电磁噪声和干扰的影响。没有金属导体作为天线传输电流和电压。这使得荧光光纤传感器非常适合高压电力传输，微波和等离子环境中的应用。此外，光纤测温技术允许在低于150°C的应用中使用廉价的大芯聚合物塑料光纤。塑料 光纤非常坚固耐用， 并已广泛用于汽车，工业和电信行业。

光纤温度传感器解决方案

光纤温度传感器是由连接到温度变送器(也称为信号调节器)电子设备的一个或多个光纤探针组成的解决方案 。开发了多通道光纤温度传感器，适用于电力传输和分配等应用。不同于以前的光纤温度变送器是体积庞大且价格昂贵的实验室设备的光纤信号调节器，外形相似，安装方式类似于热电偶或RTD(电阻温度检测器)变送器。它们采用DIN导轨安装，包括标准4-20mA模拟输出以及工业RS-485串行总线MODBUS与菊花链设备通信。荧光光纤测温传感器的光纤探头也具有与标准热电偶和RTD相似的外观和感觉。光纤温度传感器的成本接近商用RTD和发射器组合。

光纤传感器的精度和稳定性超过了传统的热电偶，可以在校准应用中接近PRT(铂电阻温度计)。提供长期稳定性为±1°C的解决方案，以及绝对精度为±0.1°C的产品。

变压器绕组热点温度监测

光纤温度传感器完全不受EMI / RFI和高压环境的影响，是变压器绕组热点温度监测的理想选择。为电力和配电设备开发了精确，实时，智能的电网温度监测解决方案。

光纤温度传感器已经安装在高压干式变压器测温中是很好的解决方法，现在被认为是变压器监测的首选方法。光纤传感器为传输和分配(T&D)公司带来的好处在经济上具有重要意义。通过监测每个变压器绕组热点的温度，公用事业公司能够以峰值容量运行干式变压器，而不会延伸到可能大大缩短变压器寿命的过载条件。这种传输吞吐量和使用寿命的效率每年可节省很多经费，并使直接绕组温度传感能力成为必需品。

性价比高的光纤温度传感技术使智能电网变压器温度监测更加引人注目。光纤温度探头采用高介电强度材料设计，如聚四氟乙烯和聚酰亚胺涂层石英光纤，因此它们可以承受长期浸泡在变压器油和制造过程中的煤油解吸。使用特殊的光学温度变送器的光纤传感器信号传输到直接安装在变压器绕组热点位置的探头。光纤温度变送器安装在外部控制柜中，温度输出被输入实时监控软件。安装了光学温度传感器后，操作员可以实时监控负载情况，

开关柜温度监测

经济高效的光纤温度传感器可在关键接触点连续实时监控开关设备温度，从而快速检测过载和故障情况。温度变送器提供模拟输出和RS-485 Modbus通信，可与现有PLC(可编程逻辑控制器)和主机监控软件轻松集成。光学温度传感器提供多年的精确传感，确保安全高效的开关设备操作。

世界各地的电力开关柜厂家正在使用光纤传感器，用于关键介质和高压开关设备的智能电网温度监控。这些传感器提供实时温度数据，使操作员能够最大限度地提高负载效率并平衡可能导致灾难性故障的热应力。随着时间的推移，开关设备触点，母线和关键连接点会产生缓慢腐蚀的热点，从而导致电阻增加。如果不加以控制，即使微小的电阻增加也会迅速失控，因为更高的电阻会产生更热的导体，从而产生更高的电阻。因此，输配电(T&D)公司通常会指定连续开关设备温度监控的要求，以优化维护计划并延长设备使用寿命。

然而，其中一个挑战是为高压传感应用寻找具有成本效益的技术。已经使用了各种RF(射频)无线和IR(红外)温度计传感器，但每种都有其不足之处。RF发射器/接收器传感器遭受高压环境中存在的固有噪声和干扰，并且可能在开关操作期间丢失信号或显示温度尖峰，这可能导致错误警报。此外，由于这些传感器使用电子元件，因此其温度范围通常限制在120°C以下，以便长期使用。远程红外温度传感器类似，因为它们需要屏蔽电线和特殊安装点，并且与被感测物体表面精确空间对齐。已知红外温度计报告由于灰尘积聚和由微小表面腐蚀引起的发射率变化引起的温度变化，尤其是在诸如铜汇流条的光亮金属表面上。报告的温度可能会被周围物体发出的反射红外能量所扭曲，而环境温度的突然变化也会引起测量误差。

光纤温度传感器不会遇到与无线和红外温度计相关的任何技术挑战。光纤传感器可以直接路由到关键的开关设备监控点。光学温度传感器刚性连接到热点位置，完全不受高压开关引起的电磁干扰和噪声突发的影响。光纤传感器坚固耐用，可以制造成各种长度，并且像传统的热电偶一样工作。最重要的是，每个光学温度传感器变送器都可以监控三相，提供模拟输出和数字RS-485 Modbus RTU通信。光纤温度探头非常适合智能电网开关设备温度监测。

发电机绕组温度监测

现在，在线光纤温度监测对于低压和高压发生器设备来说是常见的。光纤传感器为实时温度监控提供了经济高效的解决方案，使设备能够以最佳性能运行并延长使用寿命。

光纤温度传感器现在通常安装在大型电动机和发电机设备中，以提供关键定子绕组和轴承热点的实时监控和热保护。旋转机器绕组的安全工作温度受到绝缘材料在最终劣化之前可以承受的热量的限制。该温度和劣化率随不同类别的绝缘材料而变化。给定温度下的绝缘劣化大致与温度高于临界阈值的时间长度成比例。直到最近，RTD(电阻温度检测器)通常嵌入绕组中以提供连续监测，尽管由EMI / RFI干扰引起的不准确。现在，经济高效的光纤温度传感器可安装在高压和交变电磁场给传统RTD绕组传感器带来问题的地方。光纤传感器可以插在电机和发电机的绕组之间，可以进行连续的温度测量，以保护绝缘并延长维护计划。通过安装光学温度传感器，操作员可以实时监控负载情况，最大限度地提高能源和经济效率。更好的能源效率对企业有利，对环境有益。

MRI温度监测

各种生命科学和患者监测应用需要高精度的光纤温度传感。提供用于MRI(磁共振成像)，NMR(核磁共振成像)和RF(射频)环境的单通道和多通道光纤温度探头，包括具有快速响应和卓越精度的低成本一次性温度探头。

各种生命科学应用依赖于光纤温度传感器，在不利于标准温度计和RTD(电阻温度检测器)的环境中进行高精度传感。光纤传感器的一个用途是在MRI，NMRI和MRT环境中进行患者监测，其中极高磁场与脉冲RF(射频)能量相结合，禁止使用金属传感器。OSENSA的光纤传感器由非金属材料制成，非常适合监测患者体温，确保组织的特定吸收率不超过破坏性水平。光纤温度传感器也可用于监测超导电磁铁的低温冷却。

提供各种尺寸和材料的高精度光纤温度传感器，非常适合MRI和CT(X射线计算机断层扫描)研究。光纤探头由X射线透明材料和非磁性连接器构成，可在MRI和CT扫描室中完全兼容。此外，还提供快速响应，超小直径光纤探头，专为满足许多苛刻应用的要求而设计。

半导体卡盘温度和过程控制

高精度光纤温度传感器专为满足半导体过程控制应用的苛刻要求而设计。为电介质和导体蚀刻应用提供快速响应的定制OEM解决方案，用于接触式和非接触式光学温度传感。光纤传感器嵌入多个区域的静电卡盘中，以提供最大的控制和热均匀性。

许多半导体晶圆处理应用依靠光纤温度传感器在高RF(射频)和等离子体环境中进行精确的过程控制。在典型的处理应用中，将硅晶片放置在静电卡盘上，该静电卡盘在等离子体环境中被快速加热和冷却。光纤温度传感器嵌入静电卡盘的底座，为严格的过程控制提供高精度，快速响应。每个静电吸盘被分成多个区域，需要多个光纤温度传感器以最大化晶片表面上的温度均匀性。采用这种类型布置的半导体应用通常是电介质和导体蚀刻工艺。

对于增强的等离子体化学气相沉积(EPCVD)工艺，使用喷淋头反应器将反应气体分散到处理室中，同时施加强RF能量。在这些应用中，采用光纤温度传感器来控制喷头温度以及监测侧壁温度，以最小化内腔表面上的沉积。光纤温度传感器专为支持各种尖端半导体工艺而开发。光纤传感器采用非接触式几何结构，传感材料嵌入静电卡盘的底座，但光纤位于远处。该方法使响应速度最大化并消除了杆传导损失。它还使电子夹头更换和翻新更简单，

微波和感应加热控制

多通道光纤温度传感器为工业微波工艺提供经济高效且便捷的温度监控，包括微波辅助化学，微波杀菌和微波烧结。用于微波环境的光学温度探头由护套材料制成，具有最大的化学和生物相容性，或者由坚固的不锈钢和高温陶瓷制成。

光纤温度传感器本质上不受微波辐射和高频电磁辐射的影响。使用光纤温度传感器的微波环境包括用于食品加工和干燥的工业微波炉，用于玻璃熔合的微波窑，以及纸张，纺织品或木材干燥。其他应用包括陶瓷和牙科器具的微波烧结，微波杀菌和微波杀虫处理。

开发的光纤温度探头可以为各种工业微波炉和微波窑应用量身定制。技术还允许短距离非接触式光学温度测量，并可测量超过很高的温度。

感应加热器和感应炉采用高功率交变电磁场来快速加热导电物体。一个例子是用于注塑设备的桶和模内感应加热。这些加热器的工作频率在5到100kHz之间，可以消耗10到40kW的功率。工业级光纤温度传感器非常适合这些应用，因为它们具有强大的电磁能量，高可靠性和快速响应时间。多通道温度变送器(信号调节器)具有4-20mA模拟输出，可轻松集成到注塑过程控制设备中。

研究和教育光纤温度传感器

需要精确光纤温度传感解决方案的研发活动。软件和光纤探头可以针对各种实验室和测试应用进行定制和校准。光纤温度传感器通常被选择用于研究应用，因为它们对强电磁场，核和X射线辐射具有免疫力。光纤传感器因其灵活性和易用性而成为研究应用的理想选择。只需安装软件并插入USB电缆即可开始光学监测温度。应用支持工程师将提供友好的帮助，对于要求更高的应用，可以提供工程咨询服务。

光纤温度传感器也非常适合学生实验室工作，并为物理，化学，生物学，电子学和仪器仪表的教师提供独特的教育活动。先进的软件使温度记录和校准简单，低成本。