螢光測溫系統，在光纖末端鍍上螢光物質，經過一定波長的光激勵後，螢光物質受激輻射出螢光能量。由於受激輻射能量按指數方式衰減，衰減的時間常數根據溫度的不同而不同，通過測量衰減時間，從而得出測量點的溫度。該方法為光纖單點測溫。利用稀土特種螢光物質的餘輝時間與溫度相關的原理，通過餘輝時間獲得溫度信息，該項技術已被驗證可用於超高壓（750KV）變壓器繞組溫度的監測。感測器尺寸小、長期可靠性高、價格適中、不僅能實現單面櫃體配置，亦可構建溫度監測系統，施工和調試過程方便快捷。
螢光光纖測溫系統已經實現在高壓開關櫃觸頭、進出線、母排等位置進行實時的溫度測量，比砷化鎵半導體光纖測溫更便利，其性價比高，測溫更精確，無需經常維護，解調儀體積小，安裝方便。
基本介紹
- 中文名：螢光光纖測溫系統
- 外文名：Fluorescence optical fiber temperature measurement system
- 用途：高端工具機熱點測溫；油變繞組、開關櫃等設備熱點測溫
工作原理,系統特點,套用,技術參數,注意事項,
工作原理
螢光物質在受到一定波長(受激譜)的光輻射後，電子吸收光子從低能級躍遷到激發態高能級，從高能級返回到低能級的輻射躍遷中發出螢光。激勵停止後，受激發螢光通常是按指數方式衰減，在激勵脈衝終止後，取螢光指數衰落曲線上兩個特定的強度值，激勵脈衝終止時間 t1，衰落信號的強度值為 I0，當衰落信號達到第二個值 I0/e 時，時間為 t2。t1 和 t2 的間隔就是指數衰落信號的時間常數τ，時間常數τ可以用來測量螢光壽命。研究證明，在不同的環境溫度下，螢光壽命也不同，螢光壽命與溫度的關係可用下式表示：式中，RE、RT、k、ΔE 均為常數；T 為絕對溫度。因此，通過測量螢光壽命的長短，就可以得知當前的環境溫度。
螢光光纖測溫系統用螢光光纖溫度感測探針是基於稀土螢光物質的材料特性實現的，當某些稀土螢光物質受紫外線照射並激發後，在可見光譜中發射線狀光譜，即螢光及其餘輝(餘輝為激勵停止後的發光)。螢光餘輝的衰變時間常數是溫度的單值函式，通常溫度越高，時間常數越小。只要測得時間常數的值，就可以求出溫度。套用這種方法測溫的最大優點，就是被測目標溫度只取決於螢光材料的時間常數，而與系統的其他變數無關，例如光源強度的變化、傳輸效率、耦合程度的變化等都不影響測量結果，較其它測溫法原理上有明顯優勢。
系統特點
當螢光物質受到某種方式的激勵後，電子從高能量狀態到低能量狀態的躍遷過程中則會發出螢光。受激發產生螢光的強度會隨著時間慢慢減弱，螢光光強度衰減曲理論上呈指數形態，當螢光強度從受激發後的產生的光強減少至原來光強的1/e時，這個過程所經歷的時間即為螢光壽命。研究證明，螢光壽命是會隨著溫度的變化而變化的；通過測量螢光壽命，就可以得到外界溫度。當溫度升高時，螢光衰變時間常數隨之減小。一個典型的螢光光纖溫度感測系統,主要包括光源及解調單元、濾光、反射、透射光學系統，光路耦合及光纖傳輸系統、溫度感測器和信號探測、數據處理系統，中央處理單元、溫度數字顯示系統等部分。多組分石英材質，柔韌性好，耐彎曲；特製護套，耐高溫、防污閃、抗爬電；小尺寸，對待測體影響小。螢光光纖溫度感測器完全非金屬構造，採用化學惰性稀土材料製作，螢光探頭幾乎可在任何環境安全使用，具備不受 EMI 干擾、尺寸小、測溫精度高、回響時間快、性能穩定等特性。可直接將其粘接到理想的待測部位，同時不會影響到開關櫃設備本身的絕緣和耐壓性能。
套用
超高壓電氣設備熱點測溫；高端工具機熱點測溫；軌道交通設備、石油化工設備、生物醫療設備、工業微波設備、鋼鐵冶金設備、食品安全設備熱點測溫。
技術參數
測溫解析度0.1℃
測溫精度+/-1℃或滿刻度的 1%
溫度範圍-40℃到 150℃
探頭支持 Tmeas 系列探頭
回響時間1 秒/通道（取決於探頭位置）
光學接口FC 光學連線器
單位℃
電源AC：220V/50Hz （+/- 20%）/ DC：24V （可選）
功耗3W
重量1kg
通訊協定Modbus RS485
運行溫度-40℃ ~ 60℃ (無凝水)
存儲溫度-40℃ ~ 80℃
啟動溫度-20℃ ~ 60℃
工作相對濕度5% ~ 90%
存儲相對濕度5% ~ 90%
注意事項
螢光光纖溫度感測器可以使用20米的長度光纖測溫，伴隨著光電子技術的發展, 螢光光纖溫度感測器擁有體積小、耐高溫、耐超高壓、抗腐蝕、絕緣性能好、性價比高、不受應力振動干擾等諸多優勢, 能夠突破其他光纖測溫技術的局限, 非常適合油浸式變壓器內部繞組熱點溫度的測量。目前已經實現在500kV以上變壓器內部繞組溫度監測直接採用螢光光纖測溫的安裝和預埋使用。
