金沙,金沙官网

欢迎来到重庆金沙计量检测校准实验室
服务热线:023-60314379

资讯资讯

News information

金沙官网

联系人:曾先生

手机:133-6829-2238

座机:023-60314379

QQ/微信:2851812315

邮箱:2851812315@qq.com

重庆实验室:重庆北碚区水土镇万宝大道184号

东莞实验室:东莞市道蓉镇厚德上梁川工业区

江苏实验室:昆山市经济技术开发区昆嘉路379号

荧光光纤测温法的应用

编辑:金沙官网        发布日期:2018-05-06        点击量:758

荧光测温是近年来发展起来的一种新型测温技术,它继承了光纤测温的许多优点,可一般应用于高压电器装置、医疗设备等场合中.最初主要采用接触法进行测温,在光纤头部镶嵌一块固体荧光材料,用它接触被测体;后来为了测量运动物体表面温升,又发展了把荧光材料涂敷于被测体上的办法,采用非接触的激励与接收荧光,进而测出被涂表面的温度,但上述二类方法对于运动物体内部的温升就无能为力了.例如鼠笼电机转子导条的温升,永磁电机转子内部的永磁体中的温升就无法测量,为此本文设计了一种新的结构形式———;混合式;结构,即把接触法和非接触法统一于传感器中,从而实现了对高速旋转物体内部温度的测量.

 

荧光光纤测温法的应用

荧光光纤测温法的测温原理

以荧光理论为基础,选取石英光纤作为非功能型温度传感器,把光纤分为内、外两部分:内部光纤有一测温探头,与最初的接触式荧光光纤测温探头无异,即把荧光材料粘贴于光纤的端部,并用钻孔的办法深入到转子内部,与被测点相接触,内部光纤随转子旋转,外部光纤固定于电机定子上,通过耦合器,使其一端可周期的与内部光纤的另一端面对接,在对接瞬间,内外光纤形成统一的光路,激励光通过这两根光纤传输到端面,激发荧光物质,发出的荧光又沿这两根光纤返回到达检测器件,经过数字处理与转换,从而实现了温度的测量.由于这种设计采用光纤作为传输介质,排除了电磁干扰,绝缘性好;同时荧光物质紧贴被测表面,这种结构保证了很小的热容量,使得二者达到热平衡的速度很快,这将使仪器设备设备的响应速度和精度得到提高;另外这种设计由于荧光物质与接收余辉信号的光纤不接触,故可以在电机高速运转时实现在线测量.

 

设计中的几个关键问题

1、荧光材料的选择

由于环境的复杂性及电机转子的转动性,对荧光材料有如下要求:

1)对温度的敏感范围在电机转子的温升限值附近,即在400 K附近.

2)余辉时间要短,以适应电机转子的转速要求.

3)激发光源易获得且不宜受干扰.

4)性能稳定,易被敷着在被测物体上,且不与粘接剂发生化学反应.

5)价格低廉,容易获得.

目前市场上出售的荧光材料通常分为晶状和粉末状两种.晶状荧光材料性能稳定,但一般较坚硬,不易粘在被测物体上,且价格昂贵;另一种是粉末状化合物,广泛用做电光源和荧光屏的荧光材料,品种多、价格低.根据上述几点要求,本文中确定采用余辉时间为几毫秒的一种化合物.

2、激励光源的选择及调制

光源的质量直接影响到测量的各项指标,因此对光源的结构与特性有一定的要求.一般要求光源体积尽量小,以利于它与光纤耦合;光纤要有足够的亮度,以便提高传感器的输出信号;另外还要求光源稳定性好、噪声小、安装方便和寿命长.由于选择紫外激励的荧光材料,因此应从紫外光源中做出选择,从性能角度来看,最佳选择是紫外激光器,它可电调制脉冲工作,有很高的瞬时功率,但价格昂贵、辅助设备多、现场使用不方便,考虑到性能价格比,可采用普通的紫外光源,它们的类型也很多.本文采用一种高压球型汞灯,是点光源,这种光源尺寸较小,强度较大,使得光通量密度很大,再加上结构设计上一些措施,可以满足测量要求.

光源选定以后,随之而来的便是驱动电源问题,可以采用开关型电源,同时解决了光调制问题.在实验过程中采用可控硅、大功率晶体管、功率场效应管都不太理想,可控硅本身感应出高压;大功率晶体管放大倍数小,前级必须有足够的放大倍数,带来一系列麻烦;功率场效应管需较小的电流激励,但仍解决不好起弧、断弧时的高压问题;最后采用耐高压的整流桥,电路所示.这种驱动电源的优点是:

1)特性稳定,易起弧,管子寿命长.

2)有很陡的电源外特性,当电网电压和弧压有微变时,电流几乎不变,这样使灯亮度稳定.

3)结构简单.

缺点是电源的无功功率较大.

金沙官网
金沙官网
XML 地图 | Sitemap 地图