Een GaAs- en een fluorescentieglasvezeltemperatuursensor meten beide op één punt met behulp van optische vezel. Beide dragen het signaal optisch over en kunnen worden toegepast waar elektromagnetische interferentie conventionele elektrische temperatuurmeting bemoeilijkt.
De technieken zijn niet uitwisselbaar alleen omdat beide glasvezeltemperatuursensoren zijn. GaAs- en fluorescentiesensoren gebruiken andere optische eigenschappen en meetelementen en worden doorgaans met verschillende meetinstrumenten uitgelezen. De technologische benaming alleen bepaalt niet of een sensor geschikt is voor een toepassing.
Kies tussen GaAs en fluorescentie op basis van het vereiste temperatuurbereik en de nauwkeurigheid, de probebouw, de gewenste respons, de installatieomgeving en de compatibiliteit met het huidige of geplande meetinstrument.
Belangrijkste technische verschillen tussen GaAs en fluorescentie
Temperatuurbereik, nauwkeurigheid en respons hangen af van het meetelement, de probebouw en het compatibele instrument, niet alleen van de technologienaam.
| Aspect | GaAs-glasvezelsensor | Fluorescentieglasvezelsensor |
|---|---|---|
| Meetprincipe | Temperatuurafhankelijke optische absorptie van een halfgeleiderelement | Temperatuurafhankelijk fluorescentieverval van een fluorescent materiaal |
| Meetelement | Galliumarsenide-halfgeleiderelement | Fluorescent fosfor of fluorescent materiaal |
| Geëvalueerd optisch signaal | Verschuiving in absorptie- of transmissiespectrum | Temperatuurafhankelijke fluorescentievervaltijd |
| Type meting | Puntmeting aan de sensortip | Puntmeting aan de sensortip |
| Probebouw | Halfgeleiderelement bevestigd aan de vezeltip | Fluorescent element bevestigd aan of aangebracht op de vezeltip |
| Temperatuurbereik | Bepaald door de optische eigenschappen van het gebruikte GaAs-element; het bereik hangt af van het productontwerp. | Bepaald door het gebruikte fluorescent materiaal; het bereik hangt af van het productontwerp. |
| Meetnauwkeurigheid | Afhankelijk van de spectrale resolutie van het uitleesapparaat en de stabiliteit van het GaAs-element. | Afhankelijk van de resolutie van de vervaltijdmeting en de stabiliteit van het fluorescent element. |
| Respons | Beïnvloed door probegrootte, thermische massa en de montage van het element. | Beïnvloed door probegrootte, thermische massa en de montage van het element. |
| EMI- / RF-omgeving | Hoge bestendigheid tegen EMI / RF-interferentie langs het optische signaalpad; de geschiktheid van het complete systeem hangt af van de probe en het meetinstrument. | Hoge bestendigheid tegen EMI / RF-interferentie langs het optische meetpad; de geschiktheid van het complete systeem hangt af van de probe en het meetinstrument. |
| Meten bij hoogspanning | Geschikt voor temperatuurmeting op een punt bij hoogspanning, omdat het signaal optisch wordt overgedragen en geen conventionele metalen sensorkabel nodig is op het meetpunt. De volledige probebouw bepaalt de geschiktheid. | Geschikt voor puntmeting bij hoogspanning, omdat het meetsignaal optisch wordt overgedragen en de probe zonder geleidende elektrische signaalbedrading bij het meetpunt kan worden uitgevoerd. |
| Compatibiliteit van het meetinstrument | Vereist een uitleesapparaat dat GaAs-absorptie- of spectraalsignalen kan verwerken. | Vereist een uitleesapparaat dat fluorescentievervalsignalen kan meten. |
| Keuze voor de toepassing | Geselecteerd op basis van het temperatuurbereik, de probegeometrie en de beschikbare meetapparatuur. | Geselecteerd op basis van het temperatuurbereik, de probegeometrie en de beschikbare meetapparatuur. |
Wat is een GaAs-glasvezeltemperatuursensor?
GaAs is galliumarsenide, een halfgeleidermateriaal dat als meetelement aan de punt van de optische vezel wordt gebruikt. De optische absorptie-eigenschappen van GaAs veranderen met de temperatuur. Licht wordt via de vezel naar het element geleid; de absorptie of transmissie verschuift wanneer de temperatuur verandert.
Een meetinstrument analyseert deze optische verschuiving en zet die om in een temperatuurwaarde. Het GaAs-element zendt zelf geen licht uit, maar beïnvloedt het licht dat erdoorheen gaat. Het uitleesapparaat interpreteert die temperatuurafhankelijke verandering.
Wat is een fluorescentieglasvezeltemperatuursensor?
A Een fluorescentieglasvezeltemperatuursensor gebruikt fluorescent materiaal aan de meettip van de vezel. Een lichtbron wekt dit materiaal op via de vezel, waarna het zelf licht uitzendt.
Het gedrag van het uitgezonden licht na de excitatie, met name het verval in de tijd, hangt samen met de temperatuur aan de meettip. Het meetinstrument analyseert dit fluorescentieverval om de temperatuur op de probelocatie te bepalen. Een uitgebreidere uitleg over de werking van glasvezeltemperatuurmeting met fluorescentie is afzonderlijk beschikbaar.
De huidige glasvezeltemperatuurproducten van INNO werken volgens dit fluorescentiemeetprincipe.
Waar GaAs-glasvezeltemperatuursensoren worden gebruikt
GaAs-glasvezeltemperatuursensoren worden gebruikt voor industriële temperatuurmeting, laboratorium- en onderzoeksopstellingen, hoogspanningsomgevingen waar elektrische isolatie nodig is en RF- of elektromagnetische omgevingen waar elektrische sensoren storing of meetfouten kunnen veroorzaken.
INNO produceert of levert momenteel geen GaAs-glasvezeltemperatuursensoren. Deze informatie dient uitsluitend ter technische vergelijking.
Waar fluorescentieglasvezeltemperatuursensoren worden gebruikt
Fluorescentieglasvezeltemperatuursensoren worden vaak gebruikt voor de bewaking van transformatorwikkelingen, schakelinstallaties en elektrische aansluitpunten, motoren en generatoren, en temperatuurmeting bij hoogspanning bij tests en inbedrijfstelling.
Ze worden ook toegepast in MRI-systemen en andere omgevingen met sterke magnetische velden, in microgolf- en RF-testomgevingen en voor industriële puntmetingen waar een elektrisch geïsoleerd meetpad met hoge bestendigheid tegen elektromagnetische interferentie vereist is.
Welke technologie kiest u?
Begin bij de meetvereisten van het project, niet bij het sensortype. Relevante factoren zijn onder meer:
- Het vereiste temperatuurbereik — zie meetbereik van de glasvezeltemperatuursensor voor de invloed van het bereik op sensor- en probe-keuze
- De vereiste meetnauwkeurigheid op de meetlocatie
- De fysieke meetlocatie en de toegankelijkheid ervan
- De probe-afmetingen die in de installatie passen
- De benodigde vezellengte tussen de meettip en het instrument
- De vereiste responstijd voor het proces
- De mechanische omstandigheden die de probe moet doorstaan
- De elektrische en EMI-omgeving, waaronder de nabijheid van hoogspanning of RF-bronnen
- Het meetinstrument waarmee de sensor wordt uitgelezen
- Het aantal onafhankelijke meetpunten
- De benodigde integratie met bestaande bewakings- of besturingssystemen
Als een project al een bepaald uitleesapparaat of bewakingsplatform gebruikt, is compatibiliteit daarmee een belangrijk selectiecriterium. GaAs- en fluorescentiesensoren vereisen namelijk verschillende uitleesapparaten. Een uitgebreidere toelichting op het keuzeproces staat in hoe u een glasvezeltemperatuursensor kiest.
GaAs- en fluorescentiesensoren meten beide op een vast punt
GaAs- en fluorescentieglasvezeltemperatuursensoren zijn puntmeettechnologieën. Elke probe hoort bij één gedefinieerde meetlocatie; voor elk extra meetpunt is een afzonderlijke probe nodig.
Geen van beide puntmeettechnologieën meet de temperatuur doorlopend over de volledige lengte van de optische vezel. Voor continue meting over tientallen meters of kilometers is distributed temperature sensing (DTS) nodig, met een andere systeemarchitectuur. Een afzonderlijke vergelijking van glasvezelpuntmeting en DTS behandelt dit verschil uitgebreider.
Vragen vóór de keuze van een glasvezeltemperatuursensor
- Welk temperatuurbereik is vereist?
- Waar wordt de meettip geïnstalleerd?
- Welke probediameter en -vorm passen fysiek in de installatie?
- Welke lengte moet de optische vezel hebben?
- Is er sprake van hoogspanning, RF, microgolven of een sterk magnetisch veld?
- Hoeveel afzonderlijke meetpunten zijn nodig?
- Welk meetinstrument leest de sensor uit?
- Welk communicatie- of bewakingsuitgangssignaal is vereist?