光纖光柵測溫傳感器系統應用

傳統傳感器因易受電磁干擾，無法在惡劣環(huán)境下工作燈特點，近年來逐漸的被光纖光柵傳感器所取代，但隨著光纖光柵傳感器應用范圍的不斷擴大，人們對其功能的要求也越來越高，環(huán)境溫度的檢測在工業(yè)生產和日常生活中非常必要。常用的環(huán)境溫度檢測方法為通過放置在某一環(huán)境中的光學溫度傳感器，對該環(huán)境的環(huán)境溫度進行檢測。近年來，對于光纖光柵的研究日益完善，也日益成為光纖領域研究的熱點。隨著研究的深入，光纖光柵制作工藝和光纖光敏特性也逐漸得到提高，光纖光柵己在現代的各個領域中逐步得到了廣泛的應用。與其它傳感器件相比，光纖光柵傳感器件的低造價、高穩(wěn)定性等優(yōu)勢使其得到廣泛的應用，同時，由于光柵本身刻寫在光纖纖芯中，易于與光纖系統連接，易于系統集成，這就使光纖光柵傳感器方便應用于在各種長距離分布式檢測系統中的優(yōu)勢非常明顯。

光纖光柵傳感器特點

作為一種新型光纖無源器件，以其全光傳輸、抗電磁干擾、耐腐蝕、高電絕緣性、低傳輸損耗、測量范圍寬、便于復用成網、可微型化等優(yōu)點，得到世界范圍內的廣泛關注，成為傳感領域內發(fā)展最快的技術之一，在土木工程、航空航天、石油化工、電力、醫(yī)療、船舶工業(yè)等領域取得廣泛應用。

光纖光柵電纜測溫系統

電纜在運行過程中，導線會產生熱量，在超額負載、局部缺陷、外部環(huán)境等因素的影響下，電纜導線較正常情況下的發(fā)熱會增大，在長期超高溫運行下，絕緣材料迅速老化變脆，絕緣被擊穿導致短路，甚至起火，造成嚴重事故。通常，電纜的敷設方式在常規(guī)的定期巡視中很難發(fā)現其潛在缺陷，往往是已經出現故障，甚至是事故，造成重大損失后，才進行補救。

電池光纖測溫裝置

電化學儲能是目前最前沿的儲能技術，其中，鋰離子電池以其能量密度大、功率密度和能量轉換率高、質量輕等優(yōu)點，成為當前最具有應用前景的儲能技術。鋰電池組是現有的大規(guī)模儲能技術的重要組成部分，其通過串并聯大量的鋰電池單體而構成。鋰電池在工作過程中由于其內部發(fā)生化學、電化學反應等原因會有大量熱量聚集使其溫度過高而縮短其使用壽命和產生安全問題，而且鋰電池單體間的溫度差異性、不均衡性會影響整個鋰電池組的壽命。目前，對儲能鋰電池組的溫度監(jiān)測普遍采用的是熱敏電阻或者熱電偶的方法，若要對鋰電池組的每一個鋰電池單體進行監(jiān)測，需要器件個數多，接線復雜且其測量信號易受電磁環(huán)境的干擾。所以，以上兩種方法不適用于大規(guī)模儲能鋰電池組的溫度監(jiān)測。

電力系統光纖光柵測溫方案

光電路板是機上電子產品的主要組成部分，電路板性能的好壞直接影響著機上電子產品的質量。如今，隨著微電子技術進入超大規(guī)模集成電路時代，在軍機中的電路也越來越復雜，多層印制板、表面貼裝、大規(guī)模集成電路的廣泛應用，使得電路板的故障診斷也變得日益困難。根據焦耳定律，電路在工作時電流通過會產生熱量耗散，通過對比元器件的溫度能夠確定故障元件的位置，人們開始嘗試通過檢測在電路板工作時其各元器件的溫度分布和溫度變化來判斷各元器件的工作狀態(tài)，從而對電路板進行故障定位。目前最為常見的基于元器件發(fā)熱的電路板故障診斷方法是利用紅外熱像儀對電路板進行故障定位，但紅外熱像儀的溫度分辨率和精度都不高，僅能對較大面積的溫度進行粗略測量，因此根本無法對一些溫度變化較小的元器件進行溫度檢測，同時，也無法對一些微小元器件進行溫度的精確檢測，此外，通過對關鍵點位進行電壓檢測來進行故障分析的方法僅適用于已知原理圖的電路或結構簡單的電路進行分析，對大規(guī)模集成電路板和原理圖未知的電路板進行故障分析時效率不高，不具備可復制性。

光纖光柵溫度傳感器原理

通過內部敏感元件——光纖光柵所反射的光信號中心波長移動量來檢測溫度的傳感器。具有表面式、埋入式、浸入式等不同封裝的安裝結構。由于光纖光柵溫度傳感器是利用光波傳輸信息，而光纖又是電絕緣、耐腐蝕的傳輸介質，因而不怕強電磁干擾，這使它在各種大型機電、石油化工、冶金高壓、強電磁干擾、易燃、易爆、強腐蝕環(huán)境中能方便而有效地實現監(jiān)測，具有很高的可靠性和穩(wěn)定性。另外光纖光柵溫度傳感器測量結果具有良好的重復性，便于構成各種形式的光纖傳感網絡，可用于外界參量的絕對測量。也可在一根光纖中寫入多個光柵，構成傳感陣列，實現準分布式測量。

光柵傳感器產品特點：

無源、不帶電、本質安全，不受電磁干擾及雷擊損傷；多點串聯復用，測溫精度及分辨率高且不受光源波動及傳輸線路損耗影響，可直接通過光纖進行信號遠程傳輸（超過50km）

主要性能參數：

（以下參數為參考，不代表實際測溫主機，具體資料聯系華光天銳索取

性能	參數
測量范圍/℃	-40℃~+300℃
精度/℃	≤±0.5
分辨率/℃	≤±0.1
響應時間/S	＜1S