- يقيس مقياس الحرارة بالألياف الضوئية درجة الحرارة عند طرف مسبار بصري سلبي، دون تمديد سلك إشارة كهربائي إلى نقطة القياس.
- في مسبار INNO الفلوري يثير الجهاز المادة عند الطرف بالضوء، ثم يحسب درجة الحرارة من زمن اضمحلال الإشارة العائدة.
- يتكون النظام من مسابير وألياف أو وصلات تمديد وجهاز قياس، مع شاشة وواجهة RS485 وبرنامج مراقبة حسب التهيئة.
- تشمل التطبيقات ملفات المحولات والمفاعلات، ووصلات معدات التوزيع، والعضو الثابت، وأجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي، وعمليات الميكروويف، واختبارات الجهد العالي.
- قد يصل نطاق المسبار المعلن، بحسب بنيته، إلى −40 حتى +260 °C؛ وتتوفر أجهزة بتهيئات من قناة واحدة إلى 64 قناة.
ما مقياس الحرارة بالألياف الضوئية؟
تُنقل الإشارة على هيئة ضوء عبر الليف. توجد المادة الحساسة عند طرف المسبار في النقطة المختارة، بينما يرسل الجهاز الضوء ويحلل الإشارة العائدة. يتيح ذلك القياس دون تمديد سلك إشارة كهربائي مباشرة إلى ملف تحت الجهد أو وصلة كهربائية أو جسم داخل بيئة التصوير بالرنين المغناطيسي.
يقيس كل مسبار نقطة مادية محددة. تحتاج عشر نقاط إلى عشرة مسابير وعشر قنوات على الأقل. يشمل المسبار الطرف الحساس والليف، ويعالج الجهاز الإشارة ويتيح النتائج.
كيف يعمل مستشعر الحرارة الفلوري؟
يرسل الجهاز ضوء الإثارة عبر الليف. تمتص المادة الفلورية عند الطرف الضوء وتعيد إشارة يتغير زمن اضمحلالها مع الحرارة. يقيس الجهاز هذا الزمن ويحسب درجة الحرارة.
تعتمد القراءة على الزمن، وليس على شدة الضوء وحدها. قد تؤدي الانحناءات والموصلات إلى إضعاف الضوء العائد؛ لذا يلزم وصول إشارة كافية للحصول على قراءة موثوقة.
مم يتكون نظام القياس؟
- مسابير بأطراف فلورية وألياف وحماية وموصلات متوافقة.
- وصلات تمديد بصرية عندما لا يكفي طول ليف المسبار للمسار.
- جهاز بقناة واحدة أو عدة قنوات لمعالجة الإشارات وتوفير المخارج حسب التهيئة.
- شاشة محلية وبرنامج لعرض الاتجاهات والتسجيل عند الحاجة.
- وحدات OEM لدمج القياس في معدات الشركات المصنعة.
تتصل المسابير بجهاز القياس. يتلقى نظام PLC أو SCADA البيانات عبر واجهات الجهاز، وليس مباشرة من الليف.
لماذا تستخدم الألياف الضوئية مع الجهد العالي والتداخل؟
لا ينشئ مسار القياس البصري السلبي وصلة إشارة كهربائية إلى نقطة القياس، ويتميز بمقاومة عالية للتداخل الكهرومغناطيسي. تمثل القراءة موضع طرف المسبار ويمكن مقارنتها بدرجة الحرارة المحسوبة. يسهل الحجم الصغير التركيب في المساحات المحدودة. ومع ذلك يجب تصميم مسافات العزل ومسار الليف وموقع الجهاز لكل تركيب.
أين يستخدم مقياس الحرارة بالألياف الضوئية؟
ملفات محولات القدرة
توضع المسابير في المواقع المختارة وفق التصميم الحراري لقياسها مباشرة. يتم التركيب عادة أثناء التصنيع أو الصيانة التي تتيح الوصول إلى الملفات. بحسب المساحة والحماية الميكانيكية يمكن اختيار مسابير بوليميد أو مسابير مدرعة أو مخصصة للمحولات الزيتية. تنقل الممرات والفلنجات الألياف إلى الجهاز خارج الخزان.
في كثير من المحولات تُشتق درجة حرارة الملفات المبينة من حرارة الزيت العليا وتيار الحمل. تكمل المسابير المباشرة هذه القيمة. تشمل الحالات الموثقة محولاً زيتياً بجهد 110 kV، وتبقى مواضع المسابير مرتبطة بالتصميم الحراري للوحدة.
المحولات الجافة والمفاعلات
توفر المسابير عند نقاط الملفات المحددة قراءات مستقلة دون أسلاك إشارة معدنية عند الملفات. يجمع النظام متعدد القنوات القياسات والإنذارات ومخارج الاتصال حسب التهيئة.
معدات التوزيع وقضبان التوصيل
قد تسخن وصلات القضبان المثبتة بالمسامير والملامسات ونهايات الكابلات موضعياً. يثبت المسبار المناسب طرف القياس عند النقطة المختارة. يحدد عدد القنوات وطول الليف وفق قائمة النقاط والمسار إلى الجهاز.
تصف معلومات المنتج وصلة حلقة نحاسية للاتصالات المثبتة بالمسامير، مع ليف بطول 1 إلى 15 m. يمكن اختيار جهاز تسع قنوات عندما تكون نقاط القياس التسع معتمدة في المشروع.
المولدات والمحركات
في العضو الثابت تهم درجات الحرارة عند مجاري أو مواقع مختارة من الملفات. يعطي كل مسبار قراءة مستقلة. يحتوي مسبار ملفات المحرك المذكور، حسب الإصدار، على طرف كوارتز بقطر 2.5 أو 3 مم ونطاق قابل للتهيئة حتى +260 °C.
التصوير بالرنين المغناطيسي
يمكن للمسبار البصري القياس في موضع مختار ضمن البيئة المغناطيسية، بينما يوضع جهاز القراءة خارج منطقة المجال المحددة. تذكر مواصفات مسبار MRI وRF نطاق 20–50 °C ودقة ±0.3 °C وطرفاً بقطر 1.5 مم وليفاً بطول 5 م. يجب تأكيد ملاءمة الإصدار للتطبيق.
معدات الميكروويف وRF
تدرس مادة المسبار وموقعه ومسار الليف وظروف العملية معاً. تمثل القراءة نقطة التلامس؛ ولا يبحث المسبار تلقائياً عن الموضع الأكثر سخونة.
اختبارات الجهد العالي
يوضع المسبار السلبي في النقطة المحددة والجهاز في مكان مناسب. يحدد مستوى الجهد ومسافات العزل وحماية الليف والتركيب لكل اختبار.
حلول مراقبة درجة الحرارة
القياس المباشر داخل الملفات
تختار المواقع وفق التصميم الحراري للمحول. تقيس كل قناة موضعها ولا تحدد القيمة القصوى المطلقة تلقائياً. يمكن مقارنة النتائج بدرجة حرارة الزيت والحمل والحسابات الحرارية.
المراقبة متعددة النقاط
يستخدم كل مسبار قناة واحدة. يمكن مراقبة تسع نقاط بجهاز تسع قنوات؛ وتوجد تهيئات 32 و64 قناة لمنصات الاختبار والمنشآت الأكبر. يحدد الاحتياطي وفق خطط التوسع.
القياس المعزول كهربائياً
يعتمد الاختيار على الجهد ومصادر التداخل أو RF والمساحة ومسار الليف إلى الجهاز. تتبع الدقة والنطاق مجموعة المسبار والجهاز المختارة.
التكامل مع PLC وSCADA
يوفر الجهاز درجات الحرارة والإنذارات. يتطلب التكامل تحديد سجلات RS485 / Modbus والمخارج التناظرية الاختيارية والحدود وأسماء الإشارات وتوزيع القنوات. يمكن للبرنامج إضافة التسجيل وعرض الاتجاهات.
حلول OEM
يمكن لمصنعي المعدات مواءمة بنية المسبار والليف والموصل ووحدة القراءة مع أجهزتهم. تؤكد القنوات والواجهات والغلاف قبل الطلب.
تتوفر وحدات OEM من عائلة IF-G بإصدارات قناة واحدة وثلاث وأربع قنوات. تذكر مواصفات IF-G4 ذي القنوات الأربع تغذية 5 V DC وتحديثاً كل 300 ms. يمكن الاتفاق على قطر المسبار والغلاف وطول الليف والموصلات والوثائق للتكامل.
كيف تختار المسابير والأجهزة؟
مسابير الحرارة بالألياف الضوئية
| المسبار | نقطة القياس | النطاق | المواصفات |
|---|---|---|---|
| مسبار فلوري قياسي | نقطة عامة | −40 ~ +260 °C | 2–3 مم؛ 0–20 م؛ ST |
| مسبار القضبان والوصلات المثبتة بالمسامير | قضبان ووصلات مثبتة بالمسامير | −40 ~ +260 °C | حلقة نحاسية؛ 1–15 م |
| مسبار ملفات من البوليميد | ملفات المحول | −40 ~ +260 °C | طرف 2.5 مم |
| مسبار محول زيتي | ملفات مغمورة بالزيت | −40 ~ +260 °C | ±1 °C؛ 100 kV؛ بوليميد / PTFE بطول 3 م |
| مسبار ملفات المحرك | ملفات العضو الثابت | −40 ~ +260 °C | طرف كوارتز؛ 2.5 أو 3 مم |
| مسبار MRI وRF | MRI وRF والمجالات المغناطيسية | 20–50 °C | ±0.3 °C؛ 1.5 مم؛ 5 م |
يجب توافق المسبار والموصل والجهاز. قد تستخدم الإصدارات ذات الأنبوب الواقي وصلات مختلفة عن المسبار القياسي.
أجهزة القياس متعددة القنوات
تتوفر عائلة IF-C بتهيئات من 1 إلى 64 قناة. وحسب الإصدار تتوفر واجهة RS485 / Modbus ومرحلات إنذار ومخارج تناظرية اختيارية. يناسب جهاز تسع قنوات خطة تسع نقاط؛ وتضم وحدة OEM من نوع IF-G4 أربع قنوات.
| الجهاز | القنوات | المواصفات |
|---|---|---|
| مرسل IF-C متعدد القنوات | 1–64 | قابل للتهيئة؛ −40 إلى +260 °C؛ ±1 °C؛ 0.1 °C؛ منفذا RS485 / Modbus؛ اختياري 4–20 أو 0–20 mA؛ مرحلان (5 A / 250 VAC)؛ 220 V AC/DC |
| جهاز IF-C بتسع قنوات | 9 | RS485 / Modbus؛ اختياري 4–20 mA |
| جهاز بشاشة / شاشة LCD | حسب التهيئة | عرض محلي للحرارة والإنذارات |
| وحدة OEM من نوع IF-G4 | 4 | 5 V DC؛ RS485 |
أنظمة متكاملة
يسهل اختيار المسابير والألياف والجهاز والمخارج معاً التحقق من التوافق. توجد تهيئات للمحولات ومعدات التوزيع والمولدات ومنصات الاختبار ومعدات أشباه الموصلات.
يستخدم مسبار الملفات ذي الأنبوب موصل FC/APC، بينما يذكر موصل ST للمسبار القياسي. لذلك يجب توافق المسبار والموصل والجهاز. تنطبق القيم على إصدارات محددة ويجب تأكيدها قبل الطلب.
كيف تختار نظام القياس؟
نطاق درجة الحرارة
سجل الحد الأدنى والحرارة العادية والقصوى عند النقطة، بما فيها الارتفاعات القصيرة. أكد الحدود في مواصفات المسبار المختار؛ ولمسبار MRI وRF نطاق مستقل.
النقاط والقنوات
احسب نقاط القياس: تتطلب كل نقطة مسباراً وقناة. يحدد الاحتياطي بعد اعتماد قائمة النقاط.
بنية المسبار
يحدد موقع التركيب والحماية الميكانيكية البنية، مثل البوليميد لمساحة الملفات المحدودة، والإصدارات المدرعة أو الأنبوبية عند الحاجة، ومسابير التلامس للوصلات المثبتة بالمسامير.
طول الليف
قس المسار الفعلي إلى الجهاز مع الممرات وسماحية التركيب. عند استخدام التمديدات تحقق من الموصلات وهامش الإشارة البصرية.
الشاشة والواجهات
حدد ما إذا كانت القراءات مطلوبة على اللوحة أو في نظام التحكم أو كليهما. نسق السجلات والإنذارات والمخارج التناظرية الاختيارية والتغذية والبرنامج مع فريق الأتمتة.
ما معايير اختيار الشركة المصنعة؟
ينبغي للمورد مراجعة نقاط القياس والرسومات والنطاق ومسار الليف والقنوات والواجهات قبل تحديد التهيئة. تهم الوثائق وقابلية تكرار التصنيع والدعم الفني في مشاريع OEM. تؤكد الشهادات والتقارير المنطبقة للإصدار المحدد.
تعمل INNO في القياس النقطي بالألياف الضوئية منذ 2011. تعرض صفحة الشركة وثائق ISO 9001 وISO 14001 وISO 27001 وISO 45001، إضافة إلى CE EMC وCE LVD وRoHS. يجب تأكيد نطاق الوثائق المنطبق على الإصدار والمشروع.
ناقش تطبيقك مع INNO
للتواصل مع فريق INNO، تساعد رسومات المعدة وقائمة النقاط ونطاق الحرارة ومسار الليف والواجهات المطلوبة على تقييم المسبار وجهاز القياس المناسبين.