MESSPRINZIP
Fluoreszenzbasierte faseroptische Temperaturmessung
Bei der fluoreszenzbasierten faseroptischen Temperaturmessung wird die Temperatur direkt an der Spitze einer optischen Sonde erfasst. Entscheidend ist die Abklingzeit der angeregten Fluoreszenz – nicht die Temperatur entlang der gesamten Faser.
Die Sonde arbeitet an der Messstelle elektrisch passiv. Dadurch eignet sich das Verfahren besonders für punktuelle Temperaturmessungen in Hochspannungsanlagen sowie in Umgebungen mit starken elektromagnetischen Feldern. Sonde, Faser und Auswertegerät bilden dabei eine abgestimmte Messkette.
Messprinzip
Fluoreszenz-Lebensdauer
Messart
Punktuelle Temperaturmessung
Sensor
Elektrisch passive faseroptische Sonde
Messsystem
Sonde, Faser und Auswertegerät
Von der Fluoreszenz zur Messgröße
Ein optisches Signal regt das Sensormaterial an der Sondenspitze an. Nach der Anregung klingt die Fluoreszenz mit einer temperaturabhängigen Zeitkonstante ab. Das Auswertegerät erfasst diesen zeitlichen Verlauf und berechnet daraus den Temperaturwert für den jeweiligen Messpunkt.
- AnregungLicht regt das fluoreszierende Sensormaterial an.
- Optische AntwortDas Sensormaterial sendet Fluoreszenzlicht zurück.
- AbklingzeitDie zeitliche Abklingkurve verändert sich mit der Temperatur.
- AuswertungDas Auswertegerät berechnet daraus den Temperaturwert.
Punktuelle Temperaturmessung an definierten Messstellen
Die Sonde misst die Temperatur an einem definierten Punkt. Sind mehrere Messstellen erforderlich, werden entsprechend weitere Sensoren und Messkanäle vorgesehen. Damit eignet sich die Fluoreszenz-Punktmessung besonders dann, wenn die thermisch relevanten Stellen bekannt sind und gezielt überwacht werden sollen.
Für eine kontinuierliche Temperaturerfassung entlang längerer Strecken werden andere Messverfahren eingesetzt. DTS und FBG verfolgen andere Messprinzipien und erfüllen daher andere Messaufgaben.
Warum ist die Sonde an der Messstelle elektrisch passiv?
An der Messstelle benötigt die Sonde keine elektrische Versorgung und überträgt kein elektrisches Messsignal über metallische Sensorleitungen. Das Temperatursignal gelangt optisch über die Faser zum räumlich getrennten Auswertegerät.
Das ist besonders bei Hochspannung sowie in HF-, Mikrowellen- und anderen elektromagnetisch belasteten Umgebungen von Vorteil. Sondenbauform, Faserführung und Einbau werden passend zur jeweiligen Messstelle ausgewählt.
Hochspannung
Temperaturmessung an definierten Punkten von elektrischen Betriebsmitteln, Verbindungen oder Prüfobjekten ohne elektrische Sensorleitung an der Messstelle.
Transformatorwicklungen
Direkte Temperaturmessung an ausgewählten Wicklungs- und Hot-Spot-Messstellen mit optischer Faserführung zum Auswertegerät.
HF und Mikrowellen
Punktuelle Temperaturmessung in Prozessen mit starken elektromagnetischen Feldern, zum Beispiel bei Mikrowellenerwärmung oder HF-Anwendungen.
Welches Messverfahren passt zur Anwendung?
| Verfahren | Messgröße und Ort | Typische Anwendung |
|---|---|---|
| Fluoreszenz-Punktmessung | Temperatur an einem definierten Messpunkt | Bekannte thermisch relevante Messstellen gezielt überwachen |
| DTS | Temperaturverteilung entlang einer Faserstrecke | Längere Strecken kontinuierlich auf Temperaturverteilung überwachen |
| FBG | Messung an definierten optischen Gitterpositionen | Mehrere festgelegte optische Messstellen entlang einer Faser |
| PT100 / Thermoelement | Elektrische Temperaturmessung am Sensor | Messstellen, an denen elektrische Sensorleitungen problemlos eingesetzt werden können |
Für die konkrete Auswahl sind zusätzlich Temperaturbereich, Einbausituation, Anzahl der Messstellen und die benötigte Systemanbindung zu berücksichtigen.
Messverfahren für Ihre Anwendung auswählen
Nennen Sie uns Messstelle, Temperaturbereich und Anzahl der Messpunkte. Wir unterstützen Sie bei der Auswahl der geeigneten Sensor- und Auswertekonfiguration.
Sensor und Auswertegerät passend konfigurieren
Für eine vollständige Messkette werden Sonde, Faser und Auswertegerät gemeinsam ausgelegt. Entscheidend sind die Anzahl der Messpunkte, die benötigte Faserlänge sowie die gewünschte Anzeige oder Systemanbindung.
Das Auswertegerät verarbeitet die optischen Sensorsignale und stellt die Temperaturwerte für Anzeige, Alarmierung oder die weitere Systemintegration bereit. Welche Schnittstellen verfügbar sind, richtet sich nach der gewählten Geräteausführung.
Häufige Fragen zum Messprinzip
Misst die gesamte Faser die Temperatur?
Nein. Bei der hier beschriebenen Fluoreszenztechnik wird die Temperatur an der Sondenspitze an einem definierten Messpunkt erfasst. Die Faser überträgt das optische Signal zwischen Sonde und Auswertegerät.
Benötigt die Sonde ein Auswertegerät?
Ja. Das Auswertegerät regt das Sensormaterial optisch an, erfasst die zurücklaufende Fluoreszenz und berechnet daraus den Temperaturwert für den jeweiligen Messpunkt.
Worin unterscheidet sich die Fluoreszenz-Punktmessung von DTS und FBG?
Die Fluoreszenzsonde misst an einem definierten Punkt. DTS erfasst Temperatur verteilt entlang einer Faserstrecke, während FBG festgelegte optische Gitter als Sensorelemente nutzt. Die Verfahren eignen sich daher für unterschiedliche Messaufgaben.
Für welche Umgebungen eignet sich die Fluoreszenz-Punktmessung?
Typische Anwendungen liegen dort, wo elektrische Sensorleitungen ungünstig sind – zum Beispiel in Hochspannungsanlagen, Transformatorwicklungen sowie in HF- und Mikrowellenumgebungen.
Welche Angaben werden für die Auswahl benötigt?
Hilfreich sind Messstelle, Temperaturbereich, Anzahl der Messpunkte, benötigte Faserlänge und gewünschte Systemanbindung. Mit diesen Angaben lassen sich Sonde und Auswertegerät passend auswählen.
Messaufgabe technisch besprechen
Teilen Sie uns Messstelle, Temperaturbereich, Anzahl der Messpunkte, Faserweg und gewünschte Systemanbindung mit. Wir unterstützen Sie bei der Auswahl von Sonde und Auswertegerät.
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