- O termômetro de fibra óptica mede a temperatura na ponta de uma sonda passiva, sem levar fios de sinal elétrico até o ponto de medição.
- Na tecnologia fluorescente da INNO, o instrumento excita o material da ponta e calcula a temperatura a partir do tempo de decaimento da luz recebida.
- O sistema reúne sondas, fibras ou extensões ópticas, instrumento de medição e, conforme a configuração, display, saída RS485 e software.
- As aplicações incluem enrolamentos de transformadores e reatores, conexões de cubículos, estatores, equipamentos de ressonância magnética, processos de micro-ondas e ensaios de alta tensão.
- Conforme a construção da sonda, a faixa indicada pode chegar a −40 a +260 °C; os instrumentos oferecem configurações de 1 a 64 canais.
O que é um termômetro de fibra óptica?
O sinal é transmitido pela luz em uma fibra. O material sensível fica na ponta da sonda, no ponto escolhido, e o instrumento envia a luz e analisa o retorno. Essa arquitetura permite medir em enrolamentos energizados, conexões elétricas ou ambientes de ressonância magnética sem instalar fios de sinal elétrico até o ponto.
Cada sonda mede uma posição física definida. Dez pontos exigem dez sondas e pelo menos dez canais. A sonda compreende a ponta sensível e a fibra; o instrumento processa o sinal e disponibiliza os dados.
Como funciona o sensor fluorescente?
O instrumento envia luz de excitação pela fibra. O material fluorescente na ponta absorve essa luz e devolve um sinal cujo tempo de decaimento varia com a temperatura. O equipamento mede esse tempo e calcula a leitura.
A medição depende do tempo, não apenas da intensidade luminosa. Curvas e conectores podem reduzir a luz recebida; é necessário manter sinal suficiente para uma leitura confiável.
O que compõe o sistema de medição?
- Sondas com ponta fluorescente, fibra, proteção e conector compatíveis.
- Extensões ópticas quando a fibra da sonda não cobre todo o trajeto.
- Instrumento de um ou vários canais para leitura e saídas disponíveis.
- Display local e, quando necessário, software para tendências e registro.
- Módulos OEM para integrar a aquisição ao equipamento do fabricante.
As sondas são conectadas ao instrumento. Um CLP ou sistema supervisório recebe os dados pelas interfaces do instrumento, não diretamente pela fibra.
Por que usar fibra óptica em alta tensão e campos intensos?
O caminho óptico passivo dispensa uma ligação elétrica de sinal até o ponto e apresenta alta resistência à interferência eletromagnética. A leitura corresponde ao local da ponta e pode ser comparada a temperaturas calculadas. O tamanho reduzido facilita a instalação em espaços limitados. Distâncias de isolamento, trajeto da fibra e localização do instrumento continuam exigindo projeto para cada instalação.
Onde o termômetro de fibra óptica é utilizado?
Enrolamentos de transformadores de potência
As sondas são posicionadas conforme o projeto térmico e medem diretamente esses locais. A instalação normalmente ocorre na fabricação ou em uma revisão que permita acesso ao enrolamento. Conforme o espaço e a proteção necessária, podem ser usadas sondas de poliimida, blindadas ou destinadas a transformadores imersos em óleo. Passagens e flanges conduzem as fibras até o instrumento fora do tanque.
Em muitos transformadores, a temperatura indicada do enrolamento é derivada da temperatura do óleo no topo e da corrente de carga. Sondas diretas complementam essa indicação. Um caso documentado envolve um transformador a óleo de 110 kV; as posições dependem do projeto térmico de cada unidade.
Transformadores a seco e reatores
Sondas distribuídas em pontos selecionados dos enrolamentos permitem leituras independentes sem fios de sinal elétrico nas bobinas. O sistema multicanal reúne medição, alarmes e comunicação conforme a configuração.
Cubículos e barramentos
Uniões aparafusadas, contatos e terminações de cabos podem sofrer aquecimento localizado. Uma sonda adequada à conexão mantém a ponta no ponto definido. A quantidade de canais e o comprimento da fibra dependem da lista de conexões e do caminho até o instrumento.
Para conexões aparafusadas, a informação do produto descreve um anel de cobre com fibra de 1 a 15 m. Um instrumento de nove canais pode atender ao projeto quando nove pontos foram definidos.
Geradores e motores
Em estatores, interessam as temperaturas em ranhuras ou posições específicas do enrolamento. Cada sonda fornece uma leitura independente. A sonda indicada para motores possui, conforme a versão, ponta de quartzo de 2,5 ou 3 mm e faixa configurável até +260 °C.
Ressonância magnética
A sonda óptica pode medir em uma posição selecionada no ambiente magnético, com o instrumento fora da zona prevista de campo. Para a sonda de RM e RF são indicados 20 a 50 °C, ±0,3 °C, ponta de 1,5 mm e fibra de 5 m. A adequação deve ser confirmada para a aplicação.
Equipamentos de micro-ondas e RF
Material da sonda, posição, trajeto da fibra e condições do processo precisam ser analisados em conjunto. A leitura corresponde ao local de contato; a sonda não procura automaticamente o ponto mais quente.
Ensaios de alta tensão
A sonda passiva fica na posição definida e o instrumento em local apropriado. Tensão, distâncias de isolamento, proteção da fibra e montagem devem ser especificadas para cada ensaio.
Soluções de monitoramento
Medição direta em enrolamentos
Os pontos são selecionados a partir do projeto térmico do transformador. Cada canal mede sua própria posição e não identifica sozinho a temperatura máxima absoluta. Os valores podem ser comparados à temperatura do óleo, à carga e aos cálculos térmicos.
Monitoramento multiponto
Uma sonda utiliza um canal. Nove pontos podem ser atendidos por um instrumento de nove canais; há configurações de 32 e 64 canais para bancadas e instalações maiores. A reserva deve considerar ampliações planejadas.
Medição com isolamento elétrico
A escolha depende da tensão, das fontes de interferência ou RF, do espaço e do trajeto até o instrumento. Precisão e faixa dependem da combinação efetivamente selecionada.
Integração com CLP e SCADA
O instrumento fornece temperaturas e alarmes. A integração exige definir registros RS485 / Modbus, saídas analógicas opcionais, limites, nomes de sinais e atribuição dos canais. O software pode acrescentar registro e consulta de tendências.
Soluções OEM
Fabricantes podem adequar a construção da sonda, fibra, conector e módulo de leitura ao próprio equipamento. Canais, interfaces e invólucro devem ser confirmados antes do pedido.
Os módulos OEM IF-G existem em versões de um, três e quatro canais. Para o IF-G4 de quatro canais são indicados 5 V CC e atualização a cada 300 ms. Diâmetro, revestimento, comprimento da fibra, conectores e documentação podem ser acordados para a integração.
Como escolher sondas, instrumentos e sistemas?
Sondas de temperatura por fibra óptica
| Sonda | Ponto de medição | Faixa | Dados |
|---|---|---|---|
| Sonda fluorescente padrão | Ponto geral | −40 ~ +260 °C | 2–3 mm; 0–20 m; ST |
| Sonda para barramento e conexão aparafusada | Junções de barramento e parafusos | −40 ~ +260 °C | Anel de cobre; 1–15 m |
| Sonda de poliimida para enrolamentos | Enrolamento de transformador | −40 ~ +260 °C | Ponta de 2,5 mm |
| Sonda para transformador a óleo | Enrolamento imerso em óleo | −40 ~ +260 °C | ±1 °C; 100 kV; 3 m de poliimida / PTFE |
| Sonda para enrolamento de motor | Enrolamento do estator | −40 ~ +260 °C | Ponta de quartzo; 2,5 ou 3 mm |
| Sonda de RM e RF | RM, RF e campos magnéticos | 20–50 °C | ±0,3 °C; 1,5 mm; 5 m |
Sonda, conector e instrumento devem ser compatíveis. Versões com tubo de proteção podem usar conexões diferentes das sondas padrão.
Instrumentos multicanal
A família IF-C é oferecida em configurações de 1 a 64 canais. Conforme a versão, disponibiliza RS485 / Modbus, relés de alarme e saídas analógicas opcionais. O instrumento de nove canais atende a um plano de nove pontos; o módulo OEM IF-G4 possui quatro canais.
| Instrumento | Canais | Dados |
|---|---|---|
| Transmissor multicanal IF-C | 1–64 | Configurável; −40 a +260 °C; ±1 °C; 0,1 °C; 2 × RS485 / Modbus; opcional 4–20 ou 0–20 mA; 2 relés (5 A / 250 VAC); 220 V CA/CC |
| Instrumento IF-C de nove canais | 9 | RS485 / Modbus; 4–20 mA opcional |
| Instrumento com display / display LCD | Conforme configuração | Indicação local de temperatura e alarmes |
| Módulo OEM IF-G4 | 4 | 5 V CC; RS485 |
Sistemas completos
Especificar sondas, fibras, instrumento e saídas em conjunto facilita a verificação de compatibilidade. Há configurações para transformadores, cubículos, geradores, bancadas e equipamentos de semicondutores.
A sonda de enrolamento com tubo usa conector FC/APC; a sonda padrão é indicada com ST. Assim, sonda, conector e instrumento devem ser compatíveis. Os valores correspondem a versões específicas e precisam ser confirmados antes do pedido.
Como selecionar o sistema de medição?
Faixa de temperatura
Registre as temperaturas mínima, normal e máxima no ponto, incluindo picos breves. Confirme o limite na ficha da sonda escolhida; a versão de RM e RF possui faixa própria.
Pontos e canais
Conte os pontos de medição: cada ponto precisa de uma sonda e um canal. Determine a reserva após aprovar o plano de pontos.
Construção da sonda
O local e a proteção mecânica definem a construção: poliimida para espaços reduzidos em enrolamentos, versões blindadas ou com tubo quando necessário e sondas de contato para conexões aparafusadas.
Comprimento da fibra
Meça o caminho real até o instrumento, incluindo passagens e folga de instalação. Com extensões, confira os conectores e a margem do sinal óptico.
Display e interfaces
Defina se os valores serão consultados no painel, no supervisório ou em ambos. Confirme registros, alarmes, saídas analógicas opcionais, alimentação e software com a equipe de automação.
O que avaliar no fabricante?
O fornecedor deve analisar pontos de medição, desenhos, faixa, percurso da fibra, canais e interfaces antes de definir a configuração. Para projetos OEM, também importam documentação, repetibilidade de fabricação e suporte técnico. Certificados e relatórios aplicáveis devem ser confirmados para a versão específica.
A INNO atua em medição pontual por fibra óptica desde 2011. A página da empresa apresenta documentos ISO 9001, ISO 14001, ISO 27001 e ISO 45001, além de CE EMC, CE LVD e RoHS. A abrangência aplicável a cada versão deve ser confirmada no projeto.
Converse com a INNO sobre sua aplicação
Para consultar a equipe INNO, o desenho do equipamento, a lista de pontos, a faixa de temperatura, o trajeto da fibra e as interfaces necessárias permitem avaliar a sonda e o instrumento adequados ao projeto.