光纖光柵測(cè)溫傳感器系統(tǒng)應(yīng)用

傳統(tǒng)傳感器因易受電磁干擾，無(wú)法在惡劣環(huán)境下工作燈特點(diǎn)，近年來(lái)逐漸的被光纖光柵傳感器所取代，但隨著光纖光柵傳感器應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，人們對(duì)其功能的要求也越來(lái)越高，環(huán)境溫度的檢測(cè)在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中非常必要。常用的環(huán)境溫度檢測(cè)方法為通過(guò)放置在某一環(huán)境中的光學(xué)溫度傳感器，對(duì)該環(huán)境的環(huán)境溫度進(jìn)行檢測(cè)。近年來(lái)，對(duì)于光纖光柵的研究日益完善，也日益成為光纖領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。隨著研究的深入，光纖光柵制作工藝和光纖光敏特性也逐漸得到提高，光纖光柵己在現(xiàn)代的各個(gè)領(lǐng)域中逐步得到了廣泛的應(yīng)用。與其它傳感器件相比，光纖光柵傳感器件的低造價(jià)、高穩(wěn)定性等優(yōu)勢(shì)使其得到廣泛的應(yīng)用，同時(shí)，由于光柵本身刻寫在光纖纖芯中，易于與光纖系統(tǒng)連接，易于系統(tǒng)集成，這就使光纖光柵傳感器方便應(yīng)用于在各種長(zhǎng)距離分布式檢測(cè)系統(tǒng)中的優(yōu)勢(shì)非常明顯。

光纖光柵傳感器特點(diǎn)

作為一種新型光纖無(wú)源器件，以其全光傳輸、抗電磁干擾、耐腐蝕、高電絕緣性、低傳輸損耗、測(cè)量范圍寬、便于復(fù)用成網(wǎng)、可微型化等優(yōu)點(diǎn)，得到世界范圍內(nèi)的廣泛關(guān)注，成為傳感領(lǐng)域內(nèi)發(fā)展最快的技術(shù)之一，在土木工程、航空航天、石油化工、電力、醫(yī)療、船舶工業(yè)等領(lǐng)域取得廣泛應(yīng)用。

光纖光柵電纜測(cè)溫系統(tǒng)

電纜在運(yùn)行過(guò)程中，導(dǎo)線會(huì)產(chǎn)生熱量，在超額負(fù)載、局部缺陷、外部環(huán)境等因素的影響下，電纜導(dǎo)線較正常情況下的發(fā)熱會(huì)增大，在長(zhǎng)期超高溫運(yùn)行下，絕緣材料迅速老化變脆，絕緣被擊穿導(dǎo)致短路，甚至起火，造成嚴(yán)重事故。通常，電纜的敷設(shè)方式在常規(guī)的定期巡視中很難發(fā)現(xiàn)其潛在缺陷，往往是已經(jīng)出現(xiàn)故障，甚至是事故，造成重大損失后，才進(jìn)行補(bǔ)救。

電池光纖測(cè)溫裝置

電化學(xué)儲(chǔ)能是目前最前沿的儲(chǔ)能技術(shù)，其中，鋰離子電池以其能量密度大、功率密度和能量轉(zhuǎn)換率高、質(zhì)量輕等優(yōu)點(diǎn)，成為當(dāng)前最具有應(yīng)用前景的儲(chǔ)能技術(shù)。鋰電池組是現(xiàn)有的大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)的重要組成部分，其通過(guò)串并聯(lián)大量的鋰電池單體而構(gòu)成。鋰電池在工作過(guò)程中由于其內(nèi)部發(fā)生化學(xué)、電化學(xué)反應(yīng)等原因會(huì)有大量熱量聚集使其溫度過(guò)高而縮短其使用壽命和產(chǎn)生安全問(wèn)題，而且鋰電池單體間的溫度差異性、不均衡性會(huì)影響整個(gè)鋰電池組的壽命。目前，對(duì)儲(chǔ)能鋰電池組的溫度監(jiān)測(cè)普遍采用的是熱敏電阻或者熱電偶的方法，若要對(duì)鋰電池組的每一個(gè)鋰電池單體進(jìn)行監(jiān)測(cè)，需要器件個(gè)數(shù)多，接線復(fù)雜且其測(cè)量信號(hào)易受電磁環(huán)境的干擾。所以，以上兩種方法不適用于大規(guī)模儲(chǔ)能鋰電池組的溫度監(jiān)測(cè)。

電力系統(tǒng)光纖光柵測(cè)溫方案

光電路板是機(jī)上電子產(chǎn)品的主要組成部分，電路板性能的好壞直接影響著機(jī)上電子產(chǎn)品的質(zhì)量。如今，隨著微電子技術(shù)進(jìn)入超大規(guī)模集成電路時(shí)代，在軍機(jī)中的電路也越來(lái)越復(fù)雜，多層印制板、表面貼裝、大規(guī)模集成電路的廣泛應(yīng)用，使得電路板的故障診斷也變得日益困難。根據(jù)焦耳定律，電路在工作時(shí)電流通過(guò)會(huì)產(chǎn)生熱量耗散，通過(guò)對(duì)比元器件的溫度能夠確定故障元件的位置，人們開始嘗試通過(guò)檢測(cè)在電路板工作時(shí)其各元器件的溫度分布和溫度變化來(lái)判斷各元器件的工作狀態(tài)，從而對(duì)電路板進(jìn)行故障定位。目前最為常見的基于元器件發(fā)熱的電路板故障診斷方法是利用紅外熱像儀對(duì)電路板進(jìn)行故障定位，但紅外熱像儀的溫度分辨率和精度都不高，僅能對(duì)較大面積的溫度進(jìn)行粗略測(cè)量，因此根本無(wú)法對(duì)一些溫度變化較小的元器件進(jìn)行溫度檢測(cè)，同時(shí)，也無(wú)法對(duì)一些微小元器件進(jìn)行溫度的精確檢測(cè)，此外，通過(guò)對(duì)關(guān)鍵點(diǎn)位進(jìn)行電壓檢測(cè)來(lái)進(jìn)行故障分析的方法僅適用于已知原理圖的電路或結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的電路進(jìn)行分析，對(duì)大規(guī)模集成電路板和原理圖未知的電路板進(jìn)行故障分析時(shí)效率不高，不具備可復(fù)制性。

光纖光柵溫度傳感器原理

通過(guò)內(nèi)部敏感元件——光纖光柵所反射的光信號(hào)中心波長(zhǎng)移動(dòng)量來(lái)檢測(cè)溫度的傳感器。具有表面式、埋入式、浸入式等不同封裝的安裝結(jié)構(gòu)。由于光纖光柵溫度傳感器是利用光波傳輸信息，而光纖又是電絕緣、耐腐蝕的傳輸介質(zhì)，因而不怕強(qiáng)電磁干擾，這使它在各種大型機(jī)電、石油化工、冶金高壓、強(qiáng)電磁干擾、易燃、易爆、強(qiáng)腐蝕環(huán)境中能方便而有效地實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)，具有很高的可靠性和穩(wěn)定性。另外光纖光柵溫度傳感器測(cè)量結(jié)果具有良好的重復(fù)性，便于構(gòu)成各種形式的光纖傳感網(wǎng)絡(luò)，可用于外界參量的絕對(duì)測(cè)量。也可在一根光纖中寫入多個(gè)光柵，構(gòu)成傳感陣列，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)分布式測(cè)量。

光柵傳感器產(chǎn)品特點(diǎn)：

無(wú)源、不帶電、本質(zhì)安全，不受電磁干擾及雷擊損傷；多點(diǎn)串聯(lián)復(fù)用，測(cè)溫精度及分辨率高且不受光源波動(dòng)及傳輸線路損耗影響，可直接通過(guò)光纖進(jìn)行信號(hào)遠(yuǎn)程傳輸（超過(guò)50km）

主要性能參數(shù)：

（以下參數(shù)為參考，不代表實(shí)際測(cè)溫主機(jī)，具體資料聯(lián)系華光天銳索取

性能	參數(shù)
測(cè)量范圍/℃	-40℃~+300℃
精度/℃	≤±0.5
分辨率/℃	≤±0.1
響應(yīng)時(shí)間/S	＜1S