红外光纤式辐射测温技术在发电设备中的应用

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1、仪器仪表《自动化技术与应用》!""#年第!!卷第!期!"#$%&’("$)$*+"红外光纤式辐射测温技术在发电设备中的应用,-(.//0*1)$*+"+2,(1-"+0+34+25)6*)$*+",-(%’+’($%47*$-!"2%)%(68*9(%*":+7(%:0)"$#哈尔滨大电机研究所田理达毕纯辉梁彬!"#$%"&#，’"()*$)*"，%"#$+’"$摘要：针对在内部强电磁场干扰下的大型发电机转子表面温度的非接触测量难题，本文介绍了应用红外光纤式辐射测温计对大型发电机转子表面温度在线监测的方法。实际应用表明此项技术具有测量准确、运行可

2、靠、使用方便等特点。关键词：辐射测温红外光纤红外检测器在线监测!"#$%&’$：!,-,./01)023,4.05,6$,$1,*7)"$+50#-*3050$1,6105203#1*30,$-*36#70,63,1,3*$&03-13,$+"$1036030$70,60.0713,5#+$01"76"0.&，#501),&,6,$."$05,$"1,3"$+105203#1*30,$-*36#70,63,1,3"$8!#3+00.0713"75#7)"$0-49"$63#30&6"4033#&"#1",$1)035,50103"-230-0$1

3、0&8!)0#2:2."7#1",$30-*.1-),;-1)#11)0107)$,.,+9"-,6)"+)50#-*3050$12307"-",$，-1#4.0#$&30."#4.08()*+,%-#：<#&"#1",$1)035,50139=$63#30&6"403=$63#30&&01071,3>$."$05,$"1,3中图分类号："#$!%文献标识码：&文章编号：!’’()*$+（!$’’(）’$)’’,*)’(!前言探头与仪表分离，大大增强了仪器仪表的环境适应能力，可应用于强电磁干扰、腐蚀性气氛和狭小空间等恶劣环境，为众多测温在大型发电

4、设备的运行过程中，温度是一项十分重要的监难题的解决提供了新途径［!］［$］。测指标，它可以直接反映发电设备的运行状况，所以发电设备在线监测系统无一例外地都要监测温度参数。大型发电机一般采用热电阻、热电偶等传统测温元件通过接触的方法进行温度监$红外辐射测温原理测，这种方法对于定子部分的温度监测是简单易行的，但是对于在红外测温中，红外光纤温度计是应用红外技术、光纤技转子部分特别是转子表面某些部位的温度监测，却无法实现。术、微电子技术研制出的一种新型温度测量仪器。它根据被测针对大型发电机转子表面温度的在线监测，有效可行的方法是物体的红外辐射能量来确定其

5、温度，为非接触测温方式。具有采取非接触的方法进行温度监测。本文论述采用非接触测温法温度分辨率高、响应速度快、不扰动被测目标温度分布场、测量—即红外光纤式辐射测温技术实现大型发电机转子护环温度的精度高和稳定性好等优点；同时也有测量值受被测物体发射率、在线监测。反射热源、气氛干扰影响的弱点。特别是温度传感器远离被测光纤测温技术一般可分为两大类；一是利用辐射式测温原对象，在低温区热辐射信号非常微弱，因此这种测温技术难度较理，光纤只是作为传送辐射能量的“连接器”。二是利用光纤本大。众所周知，凡是温度高于绝对零度的物体都可以产生红外身对温度的敏感性，其本身

6、就是传感器。光纤测温是七十年代辐射。物体所发出的红外辐射能量的强度与其温度成比例。物发展起来的一门新兴测温技术。它采用光导纤维作为光路，使体的温度越高，所发出的红外辐射能量越强。红外探测器经汇,(1-"*;&(#+2.&$+’)$*+"<.//0*1)$*+"#-%$《自动化技术与应用》!""#年第!!卷第!期仪器仪表!"#$%&’("$)$*+"聚的红外光照射后产生信号，该信号传到处理电路，处理电路对!红外光纤辐射温度计系统构成其进行处理并计算出物体的温度［!］。在大型发电机转子护环温度的监测过程中，电机内部存在"#$普朗克定律强电场、强磁场和

7、其他因素的强干扰，通常的测温方法都无法实单位面积黑体在半球面方向、单位时间的光谱辐射能量是现；又因为电机内部的空间非常狭窄，市场上现有的红外测温仪波长!和黑体温度%的函数，这就是普朗克定律。它给出了绝无法应用，并且也不可能将红外探测器放入电机中接近转子护对黑体辐射的光谱分布环，所以采用红外光纤将转子护环的辐射能传输到电机定子机!&"’(［#)*（+"#!%）’$］（"’$）（!，%）$!"座外部，以便红外探测器能有效地检测出信号。此外，因所需监式中!（!，%））为绝对黑体的辐射出射度；!为波长；%为绝对测的电机转子护环的温度下限只有92:，据此选

8、择%;’$<=>温度；"$为第一辐射常数；""为第二辐射常数。红外热电堆传感器做为红外光纤辐射温度计的红外探测器。"$"斯蒂芬—玻尔兹曼