光纤测温传感器的选择
光纤传感系统通常是由探头、传输光纤和信号解调器三个部分组成的,选择光纤传感产品时,您要考虑以下。
确定了适用性以后,您就可以开始进行光纤传感器产品的选择了
1、根据您需要测量点数的多少,来确定采用“分布式”或者“单点式”传感器,这涉及到单点成本、总成本问题,以及安装布局的问题:
通常测量点少于20个时,采用“单点式”,如荧光式传感器;fp,以及半导体吸收方式的
当测量点多于30个时,通常采用“分布式”,如光纤光栅式传感器等。
当测量空间属于线形测量区域的,测点多距离长时采用分布式拉曼测温,测点少可考虑fbg方式。
2、测量温度范围:
通常传感器测温范围分4段:-40℃- 80℃;普通环境测量范围,各种传感器均可采用
-40℃- 250℃;电气等高温工业环境测量,各种传感器均可采用
-40C- 400℃;高温环境,此类环境的传感器必须特殊处理,普通光纤传感器一般不满足此类测试要求。传输光纤必须采用如聚酰亚胺类的耐高温材料。
20C- 60℃(医学)。
3、对精度和分辨率的要求:
通常测温精度分五等:±0.05℃;高精度的一般有fp,荧光,半导体吸收,增敏后的fbg
±0.1℃;fbg的测试精度
±0.3℃;fbg的测试精度
±0.5℃;高精度的拉曼测温
±1℃。拉曼测温
4、探头的工作类型,常见的工作类型有:浸入埋入型、接触型和医用型,线形分布式测量。
浸入型传感器可以用于测量固体、液体和气体的温度。如工业用液体槽的测温。浸入型传感器经过特殊处理,光纤的强度和韧性都很强, 可以抵御液体槽中的化学腐蚀,另此类传感器可植入被测物体内部。接触型传感器专门测量物体表面的温度,如干式变压器、高压开关柜 、高压母线等高压设备的温度监控。医用型传感器是特别为生命科学测量设计,探头小而细,配合专用的解调器可以达到很快的响应速度 和非常高的精度。线形测量中整个光纤即作为传输介质亦作为感应部分,详情参见博文中的分布式温度测量。
5、对探头尺寸及光纤长度的选择:
用户需要根据测量对象及环境的的要求,来选择探头尺寸(直径)及光纤长度。
探头直径通常有:<0.5mm;0.5-1mm;2.3mm;3.2mm等,标准光纤长度为2M,用户可以根据需要来定制探头光纤长度和光纤延长线长度。同时还可以根据应用环境,选择光纤及光纤连接器的类型:光纤的外层材质一般有特氟龙、聚酰亚胺、PVC等;光纤连接器的类型有:普通、水密、气密,连接类型有:FC、SC、ST、SMA;STMA;HFBR等。
6、对数据采样频率的要求:
光纤传感器测温系统的采样频率通常分:<=10Hz;20Hz;1kHz
7、对传输探测光缆的选择
探测传输光缆采用的是单模或者多模光纤。多模光纤选择50/125μm或62.5/125μm的两种光纤。单模光纤为普通的smf-128.探测光缆本身 就是传感器,通过它可以测得沿光缆所有点的温度分布情况。探测光缆要求必须具有很好的热传导特性,同时可以在恶劣环境中长期生存 和工作。传输光缆的要求就是必须适应传输线路内的环境,另外光缆需考虑的问题就是测试需要的光缆芯数。
探测光缆主要包括:探测火灾用,埋入型,测井等等,火灾探测必须采用阻燃材料的外护套,埋入型要考虑光纤的外保护。高温型光纤涂 覆需采用耐温材料,测井要考虑外护层的抗氢性能。
8、对信号输出接口的选择:
信号输出分为模拟输出和数字输出。模拟输出有:0-5V/10V电压输出和4-20mA电流输出两种,数字输出有:RS-232;RS-485;USB;以太网等。
9、对安装形式的选择:
信号解调器通常有:手持便携式和固定式、带否显示器等形式,固定式产品有工业标准DIN滑轨安装、PCB板、普通台式及标准工业机柜式等。便携式解调器器可以随处记录测量数据,并将数据记录在内部存储介质上,在方便时再将数据回传到计算设备上。
探头安装方式通常有:埋入,植入、胶带捆绑、卡子固定、螺纹固定、胶粘等形式。
10、对价位的选择
虽然各类光纤传感器还属于高新技术产品,但是价位已经有了很大降低普遍较高,用户通常需要在产品性能/功能与价格之间进行抉择。选择最佳性价比的产品。