新技術(shù)！電磁閥溫度測(cè)量

  背景介紹

  電磁閥繞組作為電磁熱源，其溫度往往高于其他組件，是最易發(fā)生失效的區(qū)域。由于繞組自身尺寸結(jié)構(gòu)小、繞線密度高等因素，對(duì)其溫度的準(zhǔn)確測(cè)量一直是一個(gè)難題。傳統(tǒng)的熱電偶相對(duì)尺寸過(guò)大，對(duì)電磁閥繞組結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大影響，同時(shí)金屬傳感器在電磁場(chǎng)中存在電磁干擾。

  基于瑞利散射的光頻域反射儀(OFDR)使用光纖傳感技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)電磁閥內(nèi)部小型繞組多點(diǎn)溫度的實(shí)時(shí)測(cè)量，所布設(shè)的光纖成活率高，排除了應(yīng)變干擾。

  測(cè)試實(shí)驗(yàn)

  繞組測(cè)溫系統(tǒng)包括與待測(cè)繞組分布式接觸設(shè)置的測(cè)溫光纖、光纖傳感解調(diào)儀、接收顯示裝置，如圖1所示。

  圖1. 測(cè)溫光纖位置布設(shè)示意圖

  在繞組骨架外表面設(shè)置有軸向貫通的矩形凹槽，光纖軸向敷設(shè)在矩形凹槽中。敷設(shè)后的光纖表面與最內(nèi)側(cè)繞組內(nèi)表面接觸，用于測(cè)量與光纖接觸的最內(nèi)層繞組底部的溫度。另外，在繞組任意兩層漆包線之間緊密繞制一層軸向光纖，用于測(cè)量繞組內(nèi)部的溫度。

  OSI-S是基于瑞利光頻域反射技術(shù)的高精度分布式光纖傳感系統(tǒng)，測(cè)溫精度可達(dá)±1.0℃，空間分辨率最小可達(dá)1mm，可分布式測(cè)量溫度和應(yīng)變，故應(yīng)用于繞組底層溫度測(cè)量。

  圖2. OSI-S系統(tǒng)測(cè)量繞組內(nèi)部溫度試驗(yàn)圖

  如圖2所示，將帶有軸向測(cè)溫光纖的繞組施加12V直流電源激勵(lì)進(jìn)行試驗(yàn)。OSI-S系統(tǒng)通過(guò)跳線與矩形槽內(nèi)的光纖連接并向光纖發(fā)射光信號(hào)，同時(shí)不斷接收和處理光纖反饋回來(lái)的光信號(hào)，進(jìn)一步解調(diào)獲得與繞組底層溫度相關(guān)的信息，并發(fā)送至接收顯示裝置，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示與存儲(chǔ)。

  測(cè)試結(jié)果

  通過(guò)電磁閥熱力學(xué)模型中單獨(dú)對(duì)繞組部分進(jìn)行瞬態(tài)求解，并選取與整個(gè)光纖傳感長(zhǎng)度上對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)采樣點(diǎn)相近的二維截點(diǎn)，計(jì)算得到繞組底層和內(nèi)部瞬態(tài)溫度變化曲線，并通過(guò)試驗(yàn)曲線對(duì)標(biāo)，其結(jié)果如圖3、4所示。

  圖3. 比例電磁鐵繞組內(nèi)部溫度隨時(shí)間變化曲線

  圖4. 比例電磁鐵繞組底部溫度隨時(shí)間變化曲線

  分布式光纖測(cè)溫方法在電磁閥內(nèi)部小型繞組溫度測(cè)量中是可行的，并具有較高的測(cè)量精度和測(cè)量穩(wěn)定性。這里分布式光纖傳感的測(cè)溫誤差主要來(lái)源于光纖熔接損耗和設(shè)備自身電路的誤差，同時(shí)實(shí)驗(yàn)環(huán)境的非理想狀態(tài)也會(huì)對(duì)最終結(jié)果有一定影響。

  實(shí)驗(yàn)結(jié)論

  應(yīng)用分布式光纖傳感技術(shù)可對(duì)電磁閥最易發(fā)生熱失效的繞組溫度進(jìn)行測(cè)量，并能實(shí)時(shí)監(jiān)控和測(cè)量電磁閥溫度，同時(shí)能標(biāo)定電磁閥傳熱仿真模型所測(cè)結(jié)果，為電磁閥可靠性設(shè)計(jì)提供了強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)支撐。

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  題名：Temperature prediction and winding temperature measurement of a solenoid valve

  來(lái)源：Int. J. Vehicle Design, Vol. 82

  作者：Yanyu Liu，Junqiang Xi，F(xiàn)ei Meng

  OSI超高精度分布式光纖傳感系統(tǒng)

  廣泛應(yīng)用于溫度測(cè)量。該系統(tǒng)空間分辨率高達(dá)1mm，溫度測(cè)量精度最高可達(dá)±0.1℃，廣泛應(yīng)用于短距離、高分辨、高精度溫度測(cè)量領(lǐng)域。

  昊衡科技

  一家集研發(fā)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售于一體的高科技公司，專業(yè)從事工業(yè)級(jí)自校準(zhǔn)光學(xué)測(cè)量與傳感技術(shù)開(kāi)發(fā)，也是國(guó)內(nèi)唯一一家實(shí)現(xiàn)OFDR技術(shù)商用化的公司。目前，昊衡科技已推出多款高精度高分辨率產(chǎn)品，主要應(yīng)用于光學(xué)鏈路診斷、光學(xué)多參數(shù)測(cè)量、高精度分布式光纖溫度和應(yīng)變傳感測(cè)試。已與全球多個(gè)國(guó)家和地區(qū)企業(yè)建立良好的合作關(guān)系，并取得諸多成果。電話：027-87002165官網(wǎng)：http://www.mega-sense.com/公眾號(hào)：“昊衡科技”或“大話光纖傳感”

  電話：027-87002165

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