開關(guān)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(zhì)量的基礎(chǔ)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(zhì)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(chǔ)。

在光纖溫度傳感技術(shù)應用過程中，國內(nèi)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(shù)研究項目的關(guān)鍵。在光纖分布式溫度測量系統(tǒng)體系內(nèi)，光纖溫度傳感技術(shù)研究要結(jié)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(chǔ)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(zhì)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(guān)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(guān)系；d 表示整個半導體結(jié)構(gòu)的實際厚度；α 則表示半導體材料自身的吸收系數(shù)。結(jié)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(jié)合光源波長判定函數(shù)關(guān)系，測算整個波長范圍內(nèi)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(guān)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(guān)柜的運行水平非常關(guān)鍵，技術(shù)人員要整合斷路器，確保移動小車和開關(guān)柜能發(fā)揮實際價值。其中，高壓開關(guān)柜本身的觸頭數(shù)量為6個，在上側(cè)和下側(cè)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(guān)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(shù)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(jié)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(chǔ)。

第二，探頭設計工作，結(jié)合傳感器本身的應用結(jié)構(gòu)和原理，將其應用在電力系統(tǒng)高壓開關(guān)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(chǔ)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(jié)合實際要求對核心單元進行判定，有效整合單片機結(jié)構(gòu)，利用高性能、低功耗的 8 位 AVR 微控制器有效判定相關(guān)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(jié)構(gòu)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(nèi)，結(jié)合傳感器應用效率和整體應用水平，除了對硬件結(jié)構(gòu)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(chǔ)。

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(guān)注數(shù)據(jù)信息的真實性，得到完善的整體監(jiān)督控制質(zhì)量。

第二，信號濾波軟件結(jié)構(gòu)，主要是分析和判定濾波參數(shù)，結(jié)合相關(guān)參數(shù)判定結(jié)果的時效性，具體分析和處理相關(guān)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(jié)果和數(shù)據(jù)對比分析效率。

第四，顯示輸出的軟件結(jié)構(gòu)，在所有工序結(jié)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(jié)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(shù)部門要將采集結(jié)構(gòu)和應用體系之間的關(guān)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(chǔ)上，對軟件流程的初始化操作質(zhì)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(chǔ)上，將其應用在10kV 高壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)中進行試用，能有效形成9點監(jiān)測。在傳統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ)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(chǔ)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(chǔ)條件，并在此基礎(chǔ)上得出光纖溫度傳感器隨時間變化形成的差異化測量結(jié)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(jié)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(zhì)量具有重要意義。另外，傳感器主要利用光纖技術(shù)，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。