開關柜測溫-光纖溫度傳感器應用溫度監(jiān)測

2019年6月21日分類：產(chǎn)品資訊

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點式光纖半導體溫度傳感器能對電力設備進行安全監(jiān)測，在有效維護應用質量的基礎上，能夠借助溫度傳感元件約束測量過程。由于這類傳感器本身的測量精度較高且原理簡單，能提高操作的時效性，因此被廣泛應用在電力設備監(jiān)測項目中，優(yōu)化溫度測定分析的實際水平。

光纖傳感器的特點

光纖傳感器本身具有絕緣、抗電磁干擾等特性，可以保證監(jiān)測過程中的安全性，且耐腐蝕性、耐高溫性質較為突出。將它應用在高直流電場中，能有效完善溫度的接觸式測量，且測量精度高，能建立相應的測量網(wǎng)絡，為后續(xù)電力設備運行自動化監(jiān)測工作的開展奠定基礎。

在光纖溫度傳感技術應用過程中，國內外都將重點落在傳感器研究和光纖溫度管理方面，所以，光纖光柵溫度傳感器成為光纖溫度傳感技術研究項目的關鍵。在光纖分布式溫度測量系統(tǒng)體系內，光纖溫度傳感技術研究要結合火災預防、多點溫度控制等項目進行統(tǒng)籌分析，但是其整體造價較高。

點式光纖溫度傳感器在實際應用過程中，基礎的測溫原理是半導體吸收光譜的臨界邊會隨著溫度變化而變化，且會隨之產(chǎn)生相應的移動，能在半導體晶片經(jīng)過光強度處理工序后建立有效的變化程度分析和判定。另外，半導體介質在進行光吸收的過程中，吸收率和半導體禁帶寬度有直接關系。溫度出現(xiàn)變化后，熱膨脹及溫度變化會影響晶體振動狀態(tài)，使得禁帶的實際寬度參數(shù)發(fā)生變化，引起吸收的光譜率出現(xiàn)異常。

一定條件下，光源照射厚度不同。投射光強要借助 It ddt RR I αα???? = 1 e(1 ) e22對具體參數(shù)進行測定。其中，R 表示整個光源照射體系的功率反射系數(shù)，和材料的折射率、消光系數(shù)以及入射角等存在比例關系；d 表示整個半導體結構的實際厚度；α 則表示半導體材料自身的吸收系數(shù)。結合實際測定數(shù)據(jù)，能有效分析相應體系的實際水平，并結合光源波長判定函數(shù)關系，測算整個波長范圍內的積分。也就是說，在實際操作中選取入射寬譜光源和匹配的光電二極管，才能有效對透射光強進行計算和分析，且相關參數(shù)也能隨著環(huán)境溫度的變化呈現(xiàn)出不同的變化趨勢，有效提升溫度檢測工作的整體效率。

光纖傳感器系統(tǒng)在電力系統(tǒng)檢測中的實現(xiàn)

硬件實現(xiàn)電力系統(tǒng)中，開關柜的運行水平非常關鍵，技術人員要整合斷路器，確保移動小車和開關柜能發(fā)揮實際價值。其中，高壓開關柜本身的觸頭數(shù)量為6個，在上側和下側的三相上各分布一個，能有效提升系統(tǒng)運行的可靠性，并能借助觸頭實時監(jiān)督和測定溫度。因此，要在系統(tǒng)高壓開關柜溫度監(jiān)測過程中完善探頭和電路 – 信號處理設施，并做到以下幾點。

第一，對光源進行選擇，在自光源發(fā)出光后，經(jīng)過探頭的作用，透光強度會隨著溫度變化逐漸發(fā)生改變，借助點式光纖溫度傳感器就能對透射光的強度予以溫度監(jiān)測，保證工作得到落實。因此，技術人員在光源選擇方面要約束傳感器測量范圍，按照吸收譜臨界邊溫度變化進行判定，有效獲取較寬的譜寬參數(shù)。需要注意，在光源波長選擇方面，需結合吸收邊進行充分的參數(shù)考量，將參數(shù)控制在 864 ～ 908 nm，以選取更加適宜的參數(shù)，為檢測光強擴大及中心波長處理工作的全面開展奠定基礎。

第二，探頭設計工作，結合傳感器本身的應用結構和原理，將其應用在電力系統(tǒng)高壓開關柜觸點處理方面，對高壓電纜接頭進行溫度測試，確保能為傳感器安裝工作提供基礎參數(shù)。在設計探頭的過程中，要分析和判定探頭的體積、熱平衡參數(shù)。一般會選擇導熱性能較好的銅材料，從而在一定程度上提高處理機制的時效性。

第三，信號處理電路設計。在傳感器信號處理工作中，要結合實際要求對核心單元進行判定，有效整合單片機結構，利用高性能、低功耗的 8 位 AVR 微控制器有效判定相關參數(shù)，合理完善存儲器的管控工作，為獲取硬件接口電路提供保障，同時整合 RISC 精簡指令保證結構的集成效果，為系統(tǒng)編程效果的優(yōu)化提供保障。

光纖測溫系統(tǒng)軟件應用

在電力設備監(jiān)測體系內，結合傳感器應用效率和整體應用水平，除了對硬件結構進行統(tǒng)籌管理外，還要完善軟件系統(tǒng)，確保相應系統(tǒng)元件能夠為安全監(jiān)測工作的順利開展奠定基礎。

第一，信號采集控制軟件系統(tǒng)，主要是對信號進行及時性捕捉，并篩選和匯總存儲信號信息，以備后續(xù)制定相應的動作指令。需要注意，信號采集處理控制系統(tǒng)中，要關注數(shù)據(jù)信息的真實性，得到完善的整體監(jiān)督控制質量。

第二，信號濾波軟件結構，主要是分析和判定濾波參數(shù)，結合相關參數(shù)判定結果的時效性，具體分析和處理相關情況。

第三，平均插值計算軟件，是一款計算功能較強的軟件體系，能對平均插值進行實時計算和核查，以備后續(xù)完善計算結果和數(shù)據(jù)對比分析效率。

第四，顯示輸出的軟件結構，在所有工序結束后，要借助輸出軟件完成數(shù)據(jù)處理和輸出。為進一步落實設備安全實時監(jiān)測，要結合反饋參數(shù)提升監(jiān)測過程的時效性。

此外，在信息采集工作中，技術部門要將采集結構和應用體系之間的關系作為研究重點，有效完善采集流程和上機位通訊過程的合理性，并升級采集過程，確保實時性和應用效果的完整性。最重要的是，軟件系統(tǒng)的應用要將 CPU 提升作為前提，在整合利用效率的基礎上，對軟件流程的初始化操作質量、功能處理操作指令及定時中斷功能指令等進行集中分析和判定，合理性完善管控標準。

傳感器在電力設備監(jiān)測中的應用過程在對點式光纖溫度傳感器進行全面分析和系統(tǒng)優(yōu)化的基礎上，將其應用在10kV 高壓開關柜結構中進行試用，能有效形成9點監(jiān)測。在傳統(tǒng)技術基礎上進行系統(tǒng)校對和試驗測試，將光纖傳感器直接置于設備的電熱恒溫箱中，有效滿足溫控效率。實驗過程中，溫度從室溫條件逐漸上升。操作人員要測定不同溫度間隔的恒溫箱溫度和系數(shù)模擬輸出量，有效整合溫度值，完善最終的處理效果。在熱電偶溫度計和水銀溫度傳感器共同作用的基礎上，得出相應的溫度參數(shù)。利用熱電偶溫度計和水銀溫度計檢測溫度后，就能將其作為恒溫箱溫度參考數(shù)值。

實際測定工作中，為全面了解光纖溫度傳感器在運行過程中的時間穩(wěn)定性，要注重連續(xù)測量后的數(shù)據(jù)反饋，確保能選擇控溫的基礎條件，并在此基礎上得出光纖溫度傳感器隨時間變化形成的差異化測量結果，

光纖溫度計時間穩(wěn)定性測試曲線

不難發(fā)現(xiàn)，在時間不斷累積的背景下，測量溫度存在不穩(wěn)定性。結合測量信息能對溫度傳感器的溫度漂移效果進行判定，并探究溫度傳感器測量精度?？梢?，時間的穩(wěn)定性對監(jiān)測過程質量具有重要意義。另外，傳感器主要利用光纖技術，耐高溫，能將傳感器直接置于控溫體系中。將溫度控制在 -20 ～125 ℃，系統(tǒng)也能形成常態(tài)化工作。