- Een glasvezelthermometer meet de temperatuur aan de punt van een passieve optische sonde, zonder elektrische signaaldraad naar het meetpunt.
- Bij de fluorescerende INNO-sonde wordt het materiaal aan de punt met licht aangeslagen; het instrument berekent de temperatuur uit de vervaltijd van het terugkerende signaal.
- Het systeem omvat sondes, glasvezel of verlengkabels en een meetinstrument, eventueel met display, RS485 en software.
- Toepassingen zijn transformator- en reactorspoelen, verbindingen in schakelinstallaties, statoren, MRI-apparatuur, microgolfprocessen en hoogspanningstests.
- Afhankelijk van de sondeconstructie kan het opgegeven bereik −40 tot +260 °C bedragen; instrumenten zijn verkrijgbaar met 1 tot 64 kanalen.
Wat is een glasvezelthermometer?
Het signaal wordt als licht door de vezel gestuurd. Het meetmateriaal zit aan de sondepunt op de gekozen locatie; het instrument zendt licht en analyseert het terugkerende signaal. Zo kan temperatuur worden gemeten zonder elektrische signaaldraad rechtstreeks naar een spanningvoerende wikkeling, elektrische verbinding of meetplaats in een MRI-omgeving.
Elke sonde meet één bepaalde fysieke locatie. Voor tien meetpunten zijn tien sondes en minimaal tien kanalen nodig. De sonde bestaat uit meetpunt en vezel; het instrument verwerkt het signaal en geeft de gegevens door.
Hoe werkt een fluorescente temperatuursensor?
Het instrument stuurt excitatielicht door de vezel. Het fluorescerende materiaal op de punt absorbeert het licht en geeft een signaal terug waarvan de vervaltijd met de temperatuur verandert. Het instrument meet die tijd en berekent de temperatuur.
De meting berust op tijd en niet alleen op lichtsterkte. Bochten en connectoren kunnen het terugkerende licht verzwakken; voor een betrouwbare uitlezing moet voldoende signaal overblijven.
Waaruit bestaat een meetsysteem?
- Sondes met fluorescerende punt, vezel, bescherming en een passende connector.
- Optische verlengkabels als de sondevezel het traject niet overbrugt.
- Een instrument met één of meer kanalen voor signaalverwerking en de beschikbare uitgangen.
- Een lokaal display en zo nodig software voor trends en registratie.
- OEM-modules om de meting in apparatuur van een fabrikant te integreren.
De sondes worden op het instrument aangesloten. Een PLC of SCADA-systeem ontvangt gegevens via de interfaces van het instrument, niet rechtstreeks uit de vezel.
Waarom glasvezel bij hoogspanning en sterke storingsvelden?
Het passieve optische meetpad vormt geen elektrische signaalverbinding naar het meetpunt en heeft een hoge weerstand tegen elektromagnetische interferentie. De waarde hoort bij de locatie van de sondepunt en kan met een berekende temperatuur worden vergeleken. Kleine sondes zijn bruikbaar in beperkte ruimte. Isolatieafstanden, vezelroute en instrumentlocatie moeten nog steeds per installatie worden ontworpen.
Waar wordt een glasvezelthermometer toegepast?
Wikkelingen van vermogenstransformatoren
Sondes worden op basis van het thermische ontwerp op geselecteerde posities aangebracht en meten deze punten direct. Montage gebeurt meestal tijdens fabricage of een revisie waarbij de wikkeling toegankelijk is. Afhankelijk van ruimte en mechanische bescherming zijn polyimide-, beschermde en voor olietransformatoren bedoelde sondes beschikbaar. Doorvoeren en flenzen leiden de vezels naar het instrument buiten de tank.
Bij veel transformatoren wordt de aangegeven wikkelingstemperatuur afgeleid van de bovenste olietemperatuur en de belastingsstroom. Directe sondes vullen die indicatie aan. Een beschreven voorbeeld betreft een olietransformator van 110 kV; de sondeposities volgen uit het thermische ontwerp.
Droge transformatoren en reactoren
Sondes op gekozen wikkelpunten geven onafhankelijke metingen zonder metalen signaaldraden op de spoelen. Een meerkanaalssysteem combineert metingen, alarmen en communicatie-uitgangen volgens de configuratie.
Schakelinstallaties en rails
Geboute railverbindingen, contacten en kabelafsluitingen kunnen plaatselijk opwarmen. Een passende sonde houdt de meetpunt op de geselecteerde verbinding. Het aantal kanalen en de vezellengte volgen uit de puntenlijst en de route naar het instrument.
Voor boutverbindingen beschrijft de productinformatie een koperen ringconstructie met 1 tot 15 m vezel. Een negenkanaalsinstrument kan worden gekozen wanneer het project negen meetpunten heeft vastgesteld.
Generatoren en motoren
Bij een stator zijn temperaturen in gekozen sleuven of wikkelposities van belang. Elke sonde levert een onafhankelijke waarde. De genoemde motorwikkelsonde heeft afhankelijk van de uitvoering een kwartspunt van 2,5 of 3 mm en een configureerbaar bereik tot +260 °C.
MRI
Een optische sonde kan op een gekozen locatie in een magnetische omgeving meten terwijl het instrument buiten de voorziene veldzone staat. Voor de MRI- en RF-sonde zijn 20–50 °C, ±0,3 °C, een punt van 1,5 mm en 5 m vezel vermeld. De geschiktheid moet voor de toepassing worden bevestigd.
Microgolf- en RF-apparatuur
Sondemateriaal en -positie, vezelroute en procesomstandigheden worden samen beoordeeld. De waarde hoort bij het contactpunt; de sonde zoekt niet automatisch de heetste locatie.
Hoogspanningstests
De passieve sonde komt op het bepaalde meetpunt en het instrument op een geschikte plaats. Spanning, isolatieafstanden, vezelbescherming en montage worden per test vastgesteld.
Oplossingen voor temperatuurbewaking
Directe meting in wikkelingen
De posities worden gekozen uit het thermische ontwerp van de transformator. Elk kanaal meet zijn eigen plaats en vindt niet vanzelf het absolute maximum. Metingen kunnen worden vergeleken met olietemperatuur, belasting en thermische berekeningen.
Meerpuntsbewaking
Eén sonde gebruikt één kanaal. Negen punten kunnen met een negenkanaalsinstrument worden bewaakt; voor testbanken en grotere installaties bestaan configuraties met 32 en 64 kanalen. De reserve volgt uit de uitbreidingsplannen.
Elektrisch geïsoleerde meting
De keuze hangt af van spanning, interferentie- of RF-bronnen, ruimte en de route naar het instrument. Nauwkeurigheid en bereik gelden voor de geselecteerde combinatie van sonde en instrument.
PLC- en SCADA-integratie
Het instrument levert temperaturen en alarmen. Voor integratie worden RS485 / Modbus-registers, optionele analoge uitgangen, grenswaarden, signaalnamen en kanaaltoewijzing vastgelegd. Software kan registratie en trendweergave toevoegen.
OEM-oplossingen
Apparatuurfabrikanten kunnen sondeconstructie, vezel, connector en uitleesmodule op hun apparaat afstemmen. Kanalen, interfaces en behuizing worden vóór bestelling bevestigd.
De IF-G OEM-modules zijn verkrijgbaar met één, drie of vier kanalen. Voor de vierkanaals IF-G4 zijn 5 V DC en een update iedere 300 ms vermeld. Sondediameter, mantel, vezellengte, connectoren en documentatie kunnen voor integratie worden afgestemd.
Welke sondes en instrumenten passen bij de toepassing?
Glasvezeltemperatuursondes
| Sonde | Meetpunt | Bereik | Specificaties |
|---|---|---|---|
| Standaard fluorescente sonde | Algemeen meetpunt | −40 ~ +260 °C | 2–3 mm; 0–20 m; ST |
| Sonde voor rails en boutverbindingen | Rails en boutverbindingen | −40 ~ +260 °C | Koperen ring; 1–15 m |
| Polyimide wikkelsonde | Transformatorwikkeling | −40 ~ +260 °C | Meetpunt 2,5 mm |
| Sonde voor olietransformator | Wikkeling in olie | −40 ~ +260 °C | ±1 °C; 100 kV; 3 m polyimide / PTFE |
| Motorwikkelsonde | Statorwikkeling | −40 ~ +260 °C | Kwartspunt; 2,5 of 3 mm |
| MRI- en RF-sonde | MRI, RF en magnetische velden | 20–50 °C | ±0,3 °C; 1,5 mm; 5 m |
Sonde, connector en instrument moeten compatibel zijn. Versies met beschermbuis kunnen andere aansluitingen hebben dan de standaardsonde.
Meerkanaalsinstrumenten
De IF-C-familie is verkrijgbaar met 1 tot 64 kanalen. Afhankelijk van de versie zijn RS485 / Modbus, alarmrelais en optionele analoge uitgangen beschikbaar. Een negenkanaalsinstrument past bij negen meetpunten; de OEM-module IF-G4 heeft vier kanalen.
| Instrument | Kanalen | Specificaties |
|---|---|---|
| IF-C-meerkanaalstransmitter | 1–64 | Configureerbaar; −40 tot +260 °C; ±1 °C; 0,1 °C; 2 × RS485 / Modbus; optioneel 4–20 of 0–20 mA; 2 relais (5 A / 250 VAC); 220 V AC/DC |
| IF-C-negenkanaalsinstrument | 9 | RS485 / Modbus; optioneel 4–20 mA |
| Instrument met display / LCD-display | Volgens configuratie | Lokale weergave van temperatuur en alarmen |
| IF-G4 OEM-module | 4 | 5 V DC; RS485 |
Complete systemen
Door sondes, vezels, instrument en uitgangen samen te specificeren is de compatibiliteit eenvoudiger te controleren. Er zijn configuraties voor transformatoren, schakelinstallaties, generatoren, testbanken en halfgeleiderapparatuur.
De wikkelsonde met beschermbuis gebruikt een FC/APC-connector; voor de standaardsonde is ST vermeld. Sonde, connector en instrument moeten dus compatibel zijn. De waarden gelden voor specifieke uitvoeringen en moeten vóór bestelling worden bevestigd.
Hoe kiest u een meetsysteem?
Temperatuurbereik
Leg de minimale, normale en maximale temperatuur op het meetpunt vast, inclusief korte pieken. Controleer de grenzen in de specificatie van de gekozen sonde; de MRI- en RF-versie heeft een afzonderlijk bereik.
Meetpunten en kanalen
Tel de meetpunten: elk punt heeft één sonde en één kanaal nodig. Bepaal de reserve nadat de puntenlijst is vastgesteld.
Sondeconstructie
Montageplaats en mechanische bescherming bepalen de constructie: polyimide bij beperkte wikkelruimte, beschermde of buisuitvoeringen waar nodig en contactsondes voor geboute verbindingen.
Vezellengte
Meet de werkelijke route naar het instrument, inclusief doorvoeren en montagereserve. Controleer bij verlengingen de connectoren en de marge van het optische signaal.
Display en interfaces
Bepaal of waarden op het paneel, in het besturingssysteem of op beide plaatsen nodig zijn. Stem registers, alarmen, optionele analoge uitgangen, voeding en software af met de automatiseringsspecialisten.
Waarop let u bij de fabrikant?
De leverancier hoort meetpunten, tekeningen, bereik, vezelroute, kanalen en interfaces te beoordelen voordat de configuratie wordt vastgelegd. Voor OEM-projecten tellen ook documentatie, herhaalbare productie en technische ondersteuning. Bevestig welke certificaten en testrapporten op de specifieke uitvoering van toepassing zijn.
INNO werkt sinds 2011 aan puntmeting met glasvezel. De bedrijfspagina toont documenten voor ISO 9001, ISO 14001, ISO 27001 en ISO 45001, evenals CE EMC, CE LVD en RoHS. Bevestig per project welke documenten voor de uitvoering gelden.
Bespreek uw toepassing met INNO
Voor contact met het INNO-team helpen een tekening, meetpuntenlijst, temperatuurbereik, vezelroute en gewenste interfaces helpen om een passende sonde en instrument te beoordelen.