紅外測溫-熱電偶測溫-光纖測溫工作原理和優(yōu)缺點

在電力設(shè)備中，常見的測溫方法有三種，分別是紅外測溫法、熱電阻測溫和光纖測溫，福州華光天銳光電科技就來說下3種測溫方式的優(yōu)點和缺點。

紅外測溫工作原理

任何溫度高于絕對零度的物體都會不斷地向周圍空間發(fā)出紅外輻射的能量。物體的紅外輻射能量的大小及其按波長的分布—與它的表面溫度有著十分密切的關(guān)系。所以通過對物體自身輻射的紅外能量的測量，便能準確地測定它的表面溫度，這就是紅外輻射測溫所依據(jù)的工作原理。當儀器測溫時，被測物體發(fā)射出的紅外輻射能量，通過紅外測溫儀的光學系統(tǒng)在探測器上轉(zhuǎn)為電信號，并通過紅外測溫儀的顯示部分顯示出被測物體的表面溫度。

紅外測溫優(yōu)點：非接觸式測量，測量范圍廣，響應(yīng)速度快，靈敏度高；

紅外測溫缺點：穩(wěn)定性和可靠性差、測溫精度低、僅測量部件表面溫度、抗環(huán)境干擾能力差、參數(shù)極易漂移。

熱電阻測溫工作原理

熱電阻測溫工作原理是基于電阻的熱效應(yīng)進行溫度測量的，即電阻體的阻值隨溫度的變化而變化的特性。因此，只要測量出感溫熱電阻的阻值變化，就可以測量出溫度。目前主要有金屬熱電阻和半導(dǎo)體熱敏電阻兩類，在水輪發(fā)電機上主要采用金屬熱電阻，最常用的有鉑熱電阻 PT100。

熱電阻測溫法優(yōu)點：測溫精度高、測溫范圍廣、機械強度高、耐壓性能好、抗振性能好；

熱電阻測溫法缺點：易受電磁干擾、穩(wěn)定性和可靠性差、靈敏度差、一旦電阻引線絕緣破損可能會造成嚴重事故。

光纖測溫

光纖測溫技術(shù)自上世紀 60 年代提出理論至今，經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展歷程，其技術(shù)先后經(jīng)過了半導(dǎo)體吸收、拉曼 / 布里淵、光纖光柵、熒光式等階段，從最初低性能高成本軍工航天應(yīng)用，隨著技術(shù)逐步更迭完善，最近幾年迅速完成了產(chǎn)品化、進入到市場成熟階段，目前已經(jīng)完全達到了大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用的產(chǎn)業(yè)化階段。現(xiàn)在應(yīng)用在發(fā)電機測溫上主要是熒光式光纖測溫技術(shù)。

熒光式光纖測溫原理

熒光物質(zhì)接受一定波長( 受激譜 ) 的光激勵后，受激輻射出熒光能量。激勵消失后，熒光發(fā)光的持續(xù)性取決于熒光物質(zhì)特性、環(huán)境因素，以及激發(fā)狀態(tài)的壽命。這種受激發(fā)熒光通常是按指數(shù)方式衰減的，其衰減的時間常數(shù)為熒光壽命或熒光衰落時間 (ns)。因為在不同的環(huán)境溫度下，熒光壽命也不同，因此通過測量熒光壽命的長短，就可以得知當時的環(huán)境溫度。

熒光式光纖測溫系統(tǒng)優(yōu)點：對電力設(shè)備的電磁干擾天然免疫、測溫精度高、測溫穩(wěn)定可靠、尺寸小，測量精度不受機組振動影響、壽命長。

水電站發(fā)電機采用熒光式光纖測溫裝置， 光纖測溫模塊固定后，通過光纖將測溫信號匯集在光纖接線盒，并最終引至機坑內(nèi)壁的光纖信號解調(diào)器中，多個光纖信號解調(diào)器通過屏蔽電纜連接組成一個測溫系統(tǒng)，該系統(tǒng)可與發(fā)電機風洞外壁的本地測溫顯控儀相連，測溫顯控儀具備本地顯示壓指溫度和報警功能，同時將溫度數(shù)據(jù)、報警信號等信息傳送至機組單元控制室的數(shù)據(jù)服務(wù)器，數(shù)據(jù)服務(wù)器完成數(shù)據(jù)記錄和歷史查詢等功能，并通過單向隔離裝置將數(shù)據(jù)上傳至電廠中控室，電廠內(nèi)網(wǎng)用戶可以查看實時溫度情況，并對溫度進行監(jiān)控。測溫光纖同測溫探頭一體，從測溫探頭至端子箱的引線光纖為一體化結(jié)構(gòu)，有效地保證了傳輸信號的精確性，光纖測溫精度能達到要求。