Fluoreszenzbasierte faseroptische Temperaturmessung
Bei diesem Verfahren wird die Temperatur an der Spitze einer faseroptischen Sonde bestimmt. Maßgeblich ist die temperaturabhängige Abklingzeit einer optisch angeregten Fluoreszenz – nicht die Temperatur entlang der gesamten Faser.
Der elektrisch passive Messweg eignet sich für definierte Messstellen, an denen Hochspannung oder elektromagnetische Felder elektrische Sensorleitungen erschweren. Sonde und Auswertegerät bilden dabei ein gemeinsames Messsystem.
Von der Fluoreszenz zur Messgröße
Das Auswertegerät sendet Licht durch die Faser zum Sensormaterial an der Sondenspitze. Nach der Anregung emittiert das Material Fluoreszenzlicht, dessen zeitlicher Abfall von der Temperatur abhängt. Die Rückantwort gelangt über den optischen Weg zum Auswertegerät. Dort wird aus der Abklingcharakteristik ein Temperaturwert für genau diese Messstelle berechnet.
- AnregungLicht erreicht das fluoreszierende Material.
- Optische AntwortDas Material sendet Fluoreszenzlicht zurück.
- AbklingzeitDie zeitliche Antwort verändert sich mit der Temperatur.
- AuswertungEin kompatibles Gerät ordnet der Messstelle den Temperaturwert zu.
Punktuelle Messung, kein DTS oder FBG
Die Sonde erfasst einen definierten Punkt. Werden mehrere Stellen benötigt, sind weitere Sonden und die passenden Auswertekanäle einzuplanen. Diese Aussage ist für die Positionierung wichtig: Ein vorhandener Hotspot kann direkt instrumentiert werden; unbekannte Hotspots auf einer langen Strecke werden nicht automatisch erkannt.
DTS erfasst ein verteiltes Temperaturprofil entlang eines Faserkabels. FBG nutzt optische Gitter als Sensorelemente. Beide Verfahren können für andere Messaufgaben sinnvoll sein, sind aber nicht identisch mit der hier beschriebenen Fluoreszenz-Punktmessung.
Warum ist der optische Messweg elektrisch passiv?
An der Sondenspitze wird kein elektrisches Messsignal über metallische Sensorleitungen zurückgeführt. Die Temperaturinformation gelangt optisch zum räumlich getrennten Auswertegerät. Das unterstützt die elektrische Trennung der Messstelle und macht den Signalweg unempfindlich gegenüber elektromagnetischer Störung. Die gesamte Installation muss dennoch zur jeweiligen elektrischen und mechanischen Umgebung passen.
Hochspannung
Definierte Punkte an Prüfobjekten oder elektrischen Betriebsmitteln beobachten, ohne einen leitenden Signalweg von der Messstelle zur Auswertung zu führen.
Transformatorwicklungen
Messstellen im Wicklungsbereich planen und die optische Faser mit geeigneter Führung zum Auswertegerät verlegen.
HF und Mikrowellen
Punktuelle Temperaturwerte in ausgewählten elektromagnetisch belasteten Prozessen erfassen; Sondenbauform und Einbau sind dafür abzustimmen.
Welches Verfahren passt zur Messaufgabe?
| Verfahren | Messgröße und Ort | Typische Planungsfrage |
|---|---|---|
| Fluoreszenz-Punktsensor | Abklingzeit an der Sondenspitze | Ist die kritische Messstelle bekannt und zugänglich? |
| DTS | Temperaturprofil entlang einer Faserstrecke | Soll eine längere Strecke verteilt überwacht werden? |
| FBG | Wellenlängenänderung an optischen Gittern | Sind mehrere definierte Gitterpositionen sinnvoll? |
| PT100 / Thermoelement | Elektrische Widerstands- bzw. Spannungsänderung am Sensor | Wie werden Leitungen und Isolation in der Anlage ausgelegt? |
Der Vergleich ersetzt keine projektbezogene Auswahl. Temperaturbereich, Ansprechverhalten, Einbau und Schnittstellen sind für die konkrete Konfiguration zu prüfen.
Sensor und Auswertegerät gemeinsam auswählen
Zur Sonde gehören die passende Faserführung, ein kompatibler optischer Anschluss und ein Auswertegerät mit ausreichender Kanalzahl. Erst die Auswertung liefert nutzbare Temperaturwerte für Anzeige, Alarme oder eine mögliche Anbindung an SPS und Leitsysteme. Welche Schnittstellen verfügbar sind, hängt vom ausgewählten Gerät ab.
Häufige Fragen zum Messprinzip
Misst die gesamte Faser die Temperatur?
Nein. Bei diesem Verfahren liegt der Messpunkt am fluoreszierenden Material der Sondenspitze. Die Faser überträgt das optische Signal; sie bildet kein durchgehendes Temperaturprofil.
Benötigt die Sonde ein Auswertegerät?
Ja. Ein kompatibles Auswertegerät regt das Sensormaterial optisch an, verarbeitet die Rückantwort und stellt den Temperaturwert bereit.
Worin liegt der Unterschied zu FBG?
Ein FBG-Sensor nutzt die temperaturabhängige Verschiebung einer optischen Bragg-Wellenlänge. Die hier beschriebenen Sonden werden dagegen über die Fluoreszenz-Abklingzeit ausgewertet. Die Wahl richtet sich nach Messstelle und Systemaufbau.
Ist die Sonde für jede Hochspannungsanlage geeignet?
Nein. Der optische Signalweg vermeidet eine leitende Messverbindung an der Messstelle. Bauform, Einbau, Faserführung und Eignung sind dennoch für die konkrete Anlage zu prüfen.
Messaufgabe technisch besprechen
Teilen Sie uns die vorgesehene Messstelle, den Temperaturbereich, die Zahl der Punkte, den Faserweg und die gewünschte Systemanbindung mit. So lassen sich Sonde und Auswertung zusammen prüfen.
Weitere Wege finden Sie auf der Kontaktseite.