- 광섬유 온도계는 수동형 광 프로브 끝에서 온도를 측정하므로 측정점까지 전기 신호선을 연결할 필요가 없습니다.
- INNO 형광식 프로브는 끝단 소재를 빛으로 여기하고, 계측기는 돌아온 형광 신호의 감쇠 시간으로 온도를 계산합니다.
- 시스템은 프로브, 광섬유 또는 연장 케이블, 측정 기기로 구성되며 사양에 따라 화면, RS485 및 소프트웨어를 포함합니다.
- 변압기·리액터 권선, 배전반 접속부, 고정자, MRI 장비, 마이크로파 공정과 고전압 시험에 사용됩니다.
- 프로브 구조에 따라 명시 범위가 −40~+260 °C에 이를 수 있으며 계측기는 1~64채널 구성으로 제공됩니다.
광섬유 온도계란?
신호를 광섬유 안의 빛으로 전달합니다. 감지 소재는 선택한 측정점의 프로브 끝에 있고 계측기는 빛을 보내 돌아오는 신호를 분석합니다. 따라서 전기가 흐르는 권선이나 전기 접속부, MRI 환경의 측정점까지 전기 신호선을 배선하지 않고 온도를 측정할 수 있습니다.
프로브 하나는 지정된 물리적 위치 한 곳을 측정합니다. 열 곳을 측정하려면 프로브 열 개와 최소 열 개의 채널이 필요합니다. 프로브는 감지 끝단과 광섬유로 구성되며 계측기는 신호를 처리해 결과를 출력합니다.
형광식 온도 센서의 작동 원리
계측기가 광섬유를 통해 여기광을 보냅니다. 프로브 끝의 형광 물질이 빛을 흡수하고 신호를 내보내며, 그 감쇠 시간은 온도에 따라 달라집니다. 계측기는 이 시간을 측정해 온도를 계산합니다.
측정은 밝기만이 아니라 시간에 기반합니다. 굴곡과 커넥터가 수신 광량을 줄일 수 있으므로 안정적인 판독에 충분한 신호가 필요합니다.
측정 시스템의 구성
- 형광 감지 끝단, 광섬유, 보호 피복과 호환 커넥터를 갖춘 프로브
- 프로브 광섬유가 실제 경로에 부족할 때 사용하는 광 연장 케이블
- 신호를 처리하고 사양에 따른 출력을 제공하는 단일 또는 다채널 계측기
- 필요에 따라 현장 표시와 추세 기록을 제공하는 화면 및 소프트웨어
- 장비 제조사의 시스템에 측정 기능을 통합하는 OEM 모듈
프로브는 계측기에 연결합니다. PLC 또는 SCADA는 광섬유에 직접 연결하는 대신 계측기의 인터페이스를 통해 데이터를 받습니다.
고전압과 강한 전자기장에 광섬유를 사용하는 이유
수동 광 측정 경로는 측정점까지 전기 신호 연결을 만들지 않으며 전자기 간섭에 대한 저항성이 높습니다. 값은 프로브 끝의 온도이므로 계산 온도와 비교할 수 있습니다. 작은 프로브는 제한된 공간의 설치에도 유리합니다. 절연 거리, 광섬유 경로, 계측기 위치는 설비별로 설계해야 합니다.
광섬유 온도계의 적용 분야
전력 변압기 권선
열 설계에 따라 선정한 위치에 프로브를 설치해 해당 지점을 직접 측정합니다. 보통 제작 중 또는 권선에 접근할 수 있는 정비 중에 설치합니다. 공간과 기계적 보호 요구에 따라 폴리이미드, 보호형 또는 유입 변압기용 프로브를 선택합니다. 관통부와 플랜지를 통해 탱크 밖 계측기까지 광섬유를 연결합니다.
많은 변압기에서 표시 권선 온도는 상부 유온과 부하 전류로부터 산출됩니다. 직접 측정 프로브는 이 표시값을 보완합니다. 문서화된 사례 중에는 110 kV 유입 변압기가 있으며, 프로브 위치는 해당 설비의 열 설계에 따라 정합니다.
건식 변압기와 리액터
권선의 선정 지점에 설치한 프로브로 코일에 금속 신호선을 추가하지 않고 독립적으로 측정합니다. 다채널 시스템은 구성에 따라 측정값, 알람, 통신 출력을 제공합니다.
배전반과 모선
모선 볼트 접속부, 접점과 케이블 단자에는 국부 발열이 생길 수 있습니다. 접속부에 적합한 프로브가 선택한 위치에 센서 끝을 유지합니다. 채널 수와 광섬유 길이는 측정점 목록과 계측기까지의 경로에 따라 정합니다.
볼트 접속부용 제품에는 1~15 m 광섬유를 갖춘 구리 링 구조가 명시되어 있습니다. 프로젝트에서 측정점 아홉 곳을 확정했다면 9채널 계측기를 선택할 수 있습니다.
발전기와 모터
고정자에서는 선정한 슬롯이나 권선 위치의 온도가 중요합니다. 각 프로브는 독립적으로 측정합니다. 명시된 모터 권선 프로브는 버전에 따라 2.5 또는 3 mm 석영 팁을 사용하며 최대 +260 °C까지 구성할 수 있습니다.
자기공명영상
광 프로브는 자기 환경의 지정 위치를 측정하고 계측기는 계획된 자기장 영역 밖에 둘 수 있습니다. MRI·RF 프로브에는 20~50 °C, ±0.3 °C, 1.5 mm 팁과 5 m 광섬유가 명시되어 있습니다. 해당 적용 조건에 적합한지는 별도로 확인해야 합니다.
마이크로파와 RF 장비
프로브 재료와 위치, 광섬유 경로, 공정 조건을 함께 검토합니다. 값은 접촉점의 온도이며 프로브가 가장 뜨거운 위치를 자동으로 찾지는 않습니다.
고전압 시험
수동 프로브는 지정된 측정점에, 계측기는 적절한 위치에 설치합니다. 전압, 절연 거리, 섬유 보호와 설치 방식은 시험마다 정해야 합니다.
온도 모니터링 솔루션
권선 직접 측정
프로브 위치는 변압기의 열 설계에 따라 선정합니다. 각 채널은 자기 위치를 측정하며 절대 최고점을 자동으로 찾아내지 않습니다. 측정값을 유온, 부하와 열 계산 결과에 비교할 수 있습니다.
다점 모니터링
프로브 하나가 채널 하나를 사용합니다. 아홉 지점은 9채널 장비로 감시할 수 있고, 시험대와 대규모 설비에는 32채널 및 64채널 구성이 있습니다. 여유 채널은 확장 계획에 맞춰 정합니다.
전기적으로 절연된 측정
전압, 간섭 또는 RF 발생원, 공간과 계측기까지의 경로를 고려합니다. 정확도와 측정 범위는 실제 선정한 프로브와 계측기 조합에 따라 달라집니다.
PLC 및 SCADA 연동
계측기는 온도와 알람을 제공합니다. 연동 시 RS485 / Modbus 레지스터, 선택형 아날로그 출력, 임계값, 신호명과 채널 할당을 정합니다. 소프트웨어는 기록과 추세 조회 기능을 추가할 수 있습니다.
OEM 솔루션
장비 제조사는 프로브 구조, 광섬유, 커넥터와 판독 모듈을 자사 장비에 맞춰 협의할 수 있습니다. 채널, 인터페이스와 외함은 주문 전에 확인합니다.
IF-G OEM 모듈은 1·3·4채널 버전으로 제공됩니다. 4채널 IF-G4에는 5 V DC 전원과 300 ms 갱신 주기가 명시되어 있습니다. 프로브 직경, 피복, 광섬유 길이, 커넥터와 문서는 양산 통합에 맞춰 협의할 수 있습니다.
어떤 프로브와 계측기를 선택해야 할까?
광섬유 온도 프로브
| 프로브 | 측정점 | 범위 | 사양 |
|---|---|---|---|
| 표준 형광 프로브 | 일반 측정점 | −40 ~ +260 °C | 2–3 mm; 0–20 m; ST |
| 모선·볼트 접속부 프로브 | 모선과 볼트 접속부 | −40 ~ +260 °C | 구리 링; 1–15 m |
| 폴리이미드 권선 프로브 | 변압기 권선 | −40 ~ +260 °C | 2.5 mm 팁 |
| 유입 변압기 프로브 | 유중 권선 | −40 ~ +260 °C | ±1 °C; 100 kV; 폴리이미드 / PTFE 3 m |
| 모터 권선 프로브 | 고정자 권선 | −40 ~ +260 °C | 석영 팁; 2.5 또는 3 mm |
| MRI·RF 프로브 | MRI, RF, 자기장 | 20–50 °C | ±0.3 °C; 1.5 mm; 5 m |
프로브, 커넥터와 계측기는 서로 호환되어야 합니다. 보호 튜브가 있는 버전은 표준 프로브와 연결 방식이 다를 수 있습니다.
다채널 계측기
IF-C 제품군은 1~64채널 구성으로 제공됩니다. 버전에 따라 RS485 / Modbus, 알람 릴레이와 선택형 아날로그 출력을 지원합니다. 9채널 장비는 아홉 지점 계획에 적합하며 OEM 모듈 IF-G4는 4채널입니다.
| 계측기 | 채널 | 사양 |
|---|---|---|
| IF-C 다채널 전송기 | 1–64 | 구성 가능; −40~+260 °C; ±1 °C; 0.1 °C; RS485 / Modbus 2개; 선택형 4–20 또는 0–20 mA; 릴레이 2개 (5 A / 250 VAC); 220 V AC/DC |
| IF-C 9채널 장비 | 9 | RS485 / Modbus; 선택형 4–20 mA |
| 화면 통합 장비 / LCD 화면 | 구성별 | 온도와 알람 현장 표시 |
| IF-G4 OEM 모듈 | 4 | 5 V DC; RS485 |
완전한 시스템
프로브, 광섬유, 계측기와 출력을 함께 선정하면 호환성 확인이 쉬워집니다. 변압기, 배전반, 발전기, 시험대와 반도체 장비용 구성이 있습니다.
보호 튜브형 권선 프로브는 FC/APC 커넥터를 사용하며 표준 프로브에는 ST가 명시되어 있습니다. 따라서 프로브, 커넥터와 계측기의 호환성을 확인해야 합니다. 값은 특정 구성의 사양이므로 주문 전에 확인하십시오.
측정 시스템을 선택하는 방법
온도 범위
측정점의 최저·정상·최고 온도와 짧은 피크를 기록합니다. 선택한 프로브의 사양에서 한계를 확인합니다. MRI·RF 버전은 별도 범위를 가집니다.
측정점과 채널
측정점을 세십시오. 각 지점에 프로브 하나와 채널 하나가 필요합니다. 측정점 목록을 확정한 뒤 여유 용량을 결정합니다.
프로브 구조
설치 위치와 기계적 보호 요구에 따라 좁은 권선 공간용 폴리이미드, 보호형 또는 튜브형, 볼트 접속부용 접촉 프로브를 구분합니다.
광섬유 길이
관통부와 설치 여유를 포함해 계측기까지 실제 경로를 측정합니다. 연장 케이블을 사용할 때는 커넥터와 광 신호 여유를 확인합니다.
화면과 인터페이스
패널, 제어 시스템 또는 양쪽에서 값을 읽을지 정합니다. 레지스터, 알람, 선택형 아날로그 출력, 전원과 소프트웨어는 자동화 담당자와 협의합니다.
제조사 선택 시 확인할 사항
공급업체는 구성을 정하기 전에 측정점, 도면, 온도 범위, 광섬유 경로, 채널과 인터페이스를 검토해야 합니다. OEM 프로젝트에서는 문서, 생산 재현성과 기술 지원도 중요합니다. 해당 버전에 적용되는 인증서와 시험 보고서를 확인해야 합니다.
INNO는 2011년부터 광섬유 점 측정 분야에서 활동해 왔습니다. 회사 페이지에는 ISO 9001, ISO 14001, ISO 27001, ISO 45001과 CE EMC, CE LVD, RoHS 관련 자료가 안내되어 있습니다. 각 버전에 적용되는 문서 범위는 프로젝트별로 확인해야 합니다.
INNO와 측정 요구사항 상의하기
INNO 기술팀에 문의할 때 장비 도면, 측정점 목록, 온도 범위, 광섬유 경로와 필요한 인터페이스를 제공하면 적합한 프로브와 계측기를 검토할 수 있습니다.