光ファイバー温度センサ / プローブ
所定の物理点の温度を測ります。
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光ファイバー点温度測定
光ファイバー温度測定は、光学感温プローブと光ファイバー接続を使い、測定位置に電気的感温経路を設けず、所定の物理点の温度を測ります。
INNOは、高電圧、強いEMI、RF、マイクロ波、磁場、電気的絶縁要件により従来の電気式温度センサの使用が難しい用途に、蛍光寿命による点式測温を採用しています。
INNOは分布型温度測定(DTS)ではなく光ファイバー点式測温を使います。
測定概要
光ファイバー温度測定は、光学感温素子と光ファイバーを使い、物理的な測定位置の温度を求める方法です。点式測温では、各プローブが所定の1か所を測定し、光学応答を対応する監視計測器へ伝送します。
抵抗式や熱電式センサとは異なり、測定点の検出経路は電気的に受動的です。そのため、高電圧、高EMI、RF、マイクロ波、磁気に敏感な環境で、光ファイバー点式測温が有用です。
INNOは蛍光寿命に基づく点温度測定を採用しています。このページは実用的な測定方法とシステム選定を扱います。詳しい光学原理は技術ページで説明しています: 蛍光式光ファイバー温度測定原理.
測定原理
監視計測器が光ファイバーで感温先端へ光を送ります。
プローブ先端の蛍光感温材が光励起に応答します。
戻り蛍光の減衰特性は温度で変わります。
対応する復調器・監視計器が光応答を評価します。
処理結果を温度値に変換し、表示、警報、記録、上位システム統合に利用します。
このページは実用的な測定系を説明します。物理原理の詳細は以下をご覧ください: 蛍光式光ファイバー温度測定技術.
システム構成部品
所定の物理点の温度を測ります。
感温位置と監視計測器の間で励起光と戻り光を伝送します。
光学応答を処理して温度データに換算します。
必要に応じ、現場温度表示、警報、チャネル監視を提供します。
対応産業インターフェースで設備・上位系へ測定データを送ります。
代表仕様
以下はINNOの代表的・提供可能な点式構成です。最終仕様は選定プローブと監視計測器によります。
| パラメータ | 代表構成 / 対応構成 |
|---|---|
| 測定原理 | 蛍光寿命 |
| 測定種類 | 点式温度測定 |
| 温度範囲 | −40~+260 °C |
| 精度 | プローブ・システム構成により±0.5~±1 °C |
| 分解能 | 対応する場合は0.1 °C |
| 応答時間 | 対応標準プローブ構成で1秒未満 |
| プローブ径 | プローブ設計により構成可能な2~3mm |
| 光ファイバー長 | 対応プローブ構成で最大20mに構成可能 |
| チャネル数 | 計測器に応じ最大64。 |
| 通信 | 選定計測器が対応する場合のRS485 / Modbus。 |
| アナログ出力 | 選定監視計測器が対応する場合の4–20 mA |
| 電気特性 | 測定点の受動型・絶縁光学経路。 |
記載値は選定プローブと計測器によります。注文前に個別製品仕様を確認してください。
用途
選定した巻線位置や、既知・予想されるホットスポット位置での直接点式測温。
用途を見る母線継手、接点、ケーブル端末、選定電気接続点の温度測定。
用途を見る選定固定子巻線と重要熱位置の点測定。
用途を見る試験対象と選定した高電圧測定点での、電気的に絶縁された温度測定。
用途を見る強磁界・RF環境での非導電性温度測定。
用途を見るマイクロ波などの強電磁界プロセスにおける点式温度測定。
用途を見る半導体、ESC、IGBT/SiC、電気条件の厳しい試験環境向けの局所温度測定。
関連システムを見る試験架台、研究室、特殊装置用の多点温度測定。
監視システムを見る測定方式の選定
温度を測定する必要がある物理位置を正確に定義します。
想定最低・通常・最高温度を確認します。
温度範囲の指針を確認感温先端、プローブ本体、取付構成、光経路に利用できる空間を確認してください。
フィードスルーと設置余長を含め、感温点から計測器までの実経路を測ってください。
プローブ長・構造を計画測定点に、標準プローブ、ポリイミド保護、機械的な外装、保護管、その他の用途固有構造のどれが必要か確認します。
高電圧、RF、マイクロ波、磁場、絶縁要件を明確にします。
高電圧用途を検討。同時測定が必要な独立した物理点を数えます。
多点測定を計画選定計測器が対応する、必要チャンネル数、表示、警報、通信・アナログ出力を選んでください。
監視計測器を見る点測定と分布型測定の比較
| 特徴 | 光ファイバー点式温度測定 | 分布型温度測定(DTS) |
|---|---|---|
| 測定方式 | 指定プローブ先端 | ファイバー長さ方向の温度 |
| 測定位置 | 特定の物理点。 | 分布型光経路 |
| センサ構造 | 個別点プローブ | 感温ファイバーが分布測定経路となる。 |
| 代表用途 | 既知の重要ホットスポットと選定機器位置 | 長距離分布監視。 |
| チャネルロジック | 測定点ごとに有効プローブ1本 | ファイバーに沿った分布位置 |
| INNO製品の対象範囲 | INNOの光ファイバー点式温度センサと監視システム | このページの製品範囲外 |
INNOはDTSではなく蛍光寿命による点式測温を専門とします。
詳しい比較はこちら: 蛍光式光ファイバー温度測定とDTS.
測定方式比較
| 特徴 | 光ファイバー | PT100/RTD | 熱電対 |
|---|---|---|---|
| 測定点での導電性 | 受動型光学経路。 | 電気センサ | 電気センサ |
| EMI / RF感度 | 強いEMI用途に適した光学経路。 | 設置・シールドによる | 設置・シールドによる |
| 高電圧絶縁 | 電気的絶縁が必要な場所に適合 | 適切な絶縁・設置が必要です。 | 適切な絶縁・設置が必要です。 |
| 測定種類 | 点 | 点 | 点 |
| 信号処理 | 対応光学監視計器が必要 | 電気測定入力が必要です。 | 熱電対対応の測定入力が必要です。 |
その他の比較: 光ファイバー温度センサとPT100比較 · 光ファイバー温度センサと熱電対の比較.
測定上の問い
光ファイバー温度測定は、光学的な感温プローブと光ファイバーを用い、定められた物理位置の温度を求めます。INNOの点式測温システムでは、各プローブが特定の1点を測り、光学応答を互換性のある監視計測器へ送ります。
監視計測器が蛍光感温先端へ励起光を送ります。戻ってくる蛍光減衰応答は温度によって変わり、互換性のある復調器が応答を評価して温度値を計算します。
精度は選定したプローブと監視計器によって異なります。現在のINNOの点測定構成では、プローブ構造とシステム構成に応じて、代表的に±0.5°C~±1°Cの精度を規定しています。使用する測定構成について、個別の製品仕様を確認してください。
はい。光ファイバー点式温度測定は、電気的に受動で絶縁された測定経路が必要な場所に使われます。具体的なプローブ構造と設置方法は、機器と電圧環境に応じて選んでください。
感温経路は電気測定回路ではなく光経路であるため、多くの強いEMI・RF環境に適しています。それでも、システム全体の設置は実際の用途に合わせて設計する必要があります。
いいえ。点式測温は所定のプローブ先端で測り、分布型温度測定はファイバーの長さ方向を測ります。このページのINNO製品はDTSではなく点式測温を使用します。
測定点数は選定した監視計測器の有効チャネル容量によって決まります。INNOの点式測温システムには単点・多チャネル構成があり、一部の監視システムは最大64チャネルに対応します。
はい。選定した監視計器に対応する通信インターフェースがある場合に可能です。INNOの一部構成はRS485/Modbusなどの産業用通信や他の出力に対応します。必要なインターフェースを、選定する監視計器で確認してください。
測定位置、予想温度範囲、感温点数、プローブ用スペース、ファイバー経路、必要な監視インターフェースをお知らせください。プローブ構造、チャンネル数、監視構成を定めるために役立ちます。
プローブ、チャネル、監視計測器の選定に向け、測定点、測温範囲、システム要件をINNOへお知らせください。