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Introducción a la medición de temperatura con fibra óptica


¿Qué es la fibra óptica?



Fibra pticaLa fibra óptica es esencialmente una tubería para luz. El grupo de sensores conocidos como termómetros de fibra óptica en general se refiere a los dispositivos que miden temperaturas más altas en las que se usa física de radiación de cuerpo negro. Los objetivos de temperaturas más bajas (digamos de -100 °C a 400 °C) se pueden medir al activar diversos materiales de detección como fósforos, semiconductores o cristales líquidos con enlaces de fibra óptica que ofrecen las ventajas de entorno y ubicación remota.

Ventajas



Ya sea que se use para comunicaciones o medición de temperatura infrarroja, la fibra óptica ofrece ciertas ventajas inherentes para las mediciones en entornos industriales o agresivos:
  • No se ve afectada por la interferencia electromagnética (EMI) de motores grandes, transformadores, equipos de soldadura y equipo similar;
  • No se ve afectada por la interferencia de radiofrecuencia (RFI) de comunicaciones inalámbricas y actividad de rayos;
  • Se pueden ubicar en lugares difíciles de alcanzar o de ver;
  • Se pueden enfocar para medir ubicaciones pequeñas o precisas;
  • No portan corriente eléctrica (ideal para ubicaciones con riesgos de explosión);
  • Los cables de fibra se pueden tender en tubo conduit existente, bandejas de cable o amarrarse a vigas, tuberías o tubo conduit (se instala fácilmente para expansiones o actualizaciones); y,
  • Algunos cables pueden manejar temperaturas ambiente de más de 300 °C, y más con purga de aire o agua.


Aplicaciones



Los termómetros de fibra óptica han demostrado ser invaluables en la medición de temperaturas en metales básicos y producciones de vidrio así como en los procesos de formado en caliente iniciales para esos materiales. Las llamas de las caderas y las temperaturas de los tubos así como áreas cruciales de las turbinas son aplicaciones típicas en las operaciones de generación de energía. Las líneas de rolado en acero y otras plantas de metal fabricado también imponen condiciones agresivas que la fibra óptica maneja bien.

Las aplicaciones típicas incluyen hornos de todas clases, operaciones de sinterizado y hornos. El equipo de soldadura automatizada, soldadura fuerte y aleado con frecuencia genera grandes campos eléctricos que pueden afectar a los sensores convencionales.

Las operaciones de proceso a alta temperatura en industrias del cemento, refractarios y químicos con frecuencia usan detección de temperatura con fibra óptica. A temperaturas un poco más bajas, el procesamiento de plásticos, la fabricación de papel y las operaciones de procesamiento de alimentos están usando la tecnología cada vez más. La fibra óptica también se usa en procesos de fusión, pulverización y crecimiento de cristales en la industria de semiconductores.

Más allá de los métodos de recolección de energía radiante directa o de dos colores, a los vidrios de fibra óptica se les puede hacer un dopado para servir directamente como emisores de radiación en puntos calientes de modo que la fibra óptica sirva como el sensor y el medio. Westinghouse creó ese enfoque para el monitoreo de temperatura distribuido en reactores nucleares. Se puede usar un enfoque semejante para la detección de incendios alrededor de las turbinas o motores de jet. Se incorporó un circuito reflectante de "punto caliente" para determinar la ubicación del área caliente.

Un sistema de medición de temperatura activado implica una cabeza detectora que contiene un fósforo luminiscente unido a la punta de una fibra óptica (Figura 1). Una fuente de luz en pulsos desde el paquete de instrumentos excita el fósforo para hacerlo luminiscente y la velocidad con que declina la luminiscencia depende de la temperatura. Estos métodos funcionan bien para superficies que no emiten luz pero están calientes por debajo de unos 400 °C.

 Tipos de medición de temperatura con fibra óptica
Sistemas de monitoreo trmico infrarrojo Sistemas de monitoreo
Los sistemas de monitoreo térmico infrarrojo sin contacto DP1511, DP1521 y DP1531 representan un enfoque tecnológico único para monitorear y controlar temperaturas de proceso. Estas unidades combinan fibra óptica u óptica de linea de vista con tecnología electrónica avanzada en un sistema que monitorea continuamente la radiación infrarroja (una función de la temperatura) en tiempo real y sin contacto físico con el material objetivo. El resultado es un sistema de alta fiabilidad que ofrece precisión y repetibilidad sobresalientes con alta velocidad de respuesta.

Además, la serie FOB100 comprende termómetros de fibra óptica de alta precisión y de propósito múltiple con 1, 2 o 4 canales. Usan un algoritmo original para analizar las señales de entrada y medir la temperatura en cada canal.
Detector OS400 Detectores de temperatura de alta velocidad
Los transmisores infrarrojos de fibra óptica industrial de alta velocidad serie OS4000 miden rangos de temperatura de 200 a 1600 ºC (392 a 2912 °F) usando tres campos de vista ópticos estándar y tres longitudes de cable de fibra óptica estándar. Esta unidad ofrece muchas funciones estándar como emisividad ajustable salida analógica lineal, salida de voltaje de alarma alta y baja, interfaz para PC RS232, miras láser incorporadas, etc. A través de software de interfaz para PC que funciona en Windows, el usuario puede seleccionar el tiempo de respuesta, la función de retención de pico, los puntos de ajuste de alarma alto y bajo, y el registro de datos. Esta unidad viene en un empaque que ahorra espacio de 2.5" de diámetro externo por 6" de largo. Se incluyen la ménsula de montaje y dos tuercas de montaje.
Serie iR2™ Fibra óptica de 2 coloraciones
La serie OMEGA iR2 es el instrumento más avanzado para aplicaciones a alta temperatura (300 ºC - 3000 ºC) difíciles y exigentes. Es ideal para aplicaciones de medición y control con metales, vidrio, semiconductores y más. El iR2 es extremadamente rápido y preciso con un tiempo de respuesta de 10 ms y una precisión de 0.2% de la escala completa.
Termmetro registrador de datos de fibra ptica porttil Dispositivo manual de fibra óptica portátil
El HHTFO-101 ofrece versatilidad imponente. Operado con baterías para máxima libertad del usuario, este instrumento de un solo canal le permite moverse libremente de un área a otra para medir temperaturas en diversos puntos de detección cruciales. El HHTFO-101 es una valiosa herramienta de monitoreo para un amplio rango de aplicaciones en actividades de energía, industriales y de investigación, como monitoreo de puntos calientes dentro de transformadores de potencia durante fabricación y pruebas de calentamiento. También se puede usar con diversas aplicaciones de alto voltaje y aplicaciones de calentamiento de microondas/radiofrecuencia.

 Modelos más buscados de FIBRA  

Serie OM-AMU : Carcasa no métalicas de fibra de vidrio
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Transmisor infrarrojo industrial de fibra óptica de alta velocidad
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