新技術(shù)！電磁閥溫度測量

  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)生失效的區域。由于繞組自身尺寸結構小、繞線(xiàn)密度高等因素，對其溫度的準確測量一直是一個(gè)難題。傳統的熱電偶相對尺寸過(guò)大，對電磁閥繞組結構產(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)現電磁閥內部小型繞組多點(diǎn)溫度的實(shí)時(shí)測量，所布設的光纖成活率高，排除了應變干擾。

  測試實(shí)驗

  繞組測溫系統包括與待測繞組分布式接觸設置的測溫光纖、光纖傳感解調儀、接收顯示裝置，如圖1所示。

  圖1. 測溫光纖位置布設示意圖

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

  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，測溫精度可達±1.0℃，空間分辨率最小可達1mm，可分布式測量溫度和應變，故應用于繞組底層溫度測量。

  圖2. OSI-S系統測量繞組內部溫度試驗圖

  如圖2所示，將帶有軸向測溫光纖的繞組施加12V直流電源激勵進(jìn)行試驗。OSI-S系統通過(guò)跳線(xiàn)與矩形槽內的光纖連接并向光纖發(fā)射光信號，同時(shí)不斷接收和處理光纖反饋回來(lái)的光信號，進(jìn)一步解調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，對數據進(jìn)行顯示與存儲。

  測試結果

  通過(guò)電磁閥熱力學(xué)模型中單獨對繞組部分進(jìn)行瞬態(tài)求解，并選取與整個(gè)光纖傳感長(cháng)度上對應數據采樣點(diǎn)相近的二維截點(diǎn)，計算得到繞組底層和內部瞬態(tài)溫度變化曲線(xiàn)，并通過(guò)試驗曲線(xiàn)對標，其結果如圖3、4所示。

  圖3. 比例電磁鐵繞組內部溫度隨時(shí)間變化曲線(xiàn)

  圖4. 比例電磁鐵繞組底部溫度隨時(shí)間變化曲線(xiàn)

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

  實(shí)驗結論

  應用分布式光纖傳感技術(shù)可對電磁閥最易發(fā)生熱失效的繞組溫度進(jìn)行測量，并能實(shí)時(shí)監控和測量電磁閥溫度，同時(shí)能標定電磁閥傳熱仿真模型所測結果，為電磁閥可靠性設計提供了強有力的數據支撐。

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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，Fei Meng

  OSI超高精度分布式光纖傳感系統

  廣泛應用于溫度測量。該系統空間分辨率高達1mm，溫度測量精度最高可達±0.1℃，廣泛應用于短距離、高分辨、高精度溫度測量領(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(zhuān)業(yè)從事工業(yè)級自校準光學(xué)測量與傳感技術(shù)開(kāi)發(fā)，也是國內唯一一家實(shí)現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，主要應用于光學(xué)鏈路診斷、光學(xué)多參數測量、高精度分布式光纖溫度和應變傳感測試。已與全球多個(gè)國家和地區企業(yè)建立良好的合作關(guān)系，并取得諸多成果。電話(huà)：027-87002165官網(wǎng)：http://www.mega-sense.com/公眾號：“昊衡科技”或“大話(huà)光纖傳感”

  電話(huà)：027-87002165

  官網(wǎng)：http://www.mega-sense.com/

  公眾號：“昊衡科技”或“大話(huà)光纖傳感”