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    淺談光學鏡片技術及未來發展
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    一、技術特征

    (1)第一代抗磨損膜技術

    抗磨損膜始于20世紀70年代初,當時認為光學鏡片不易磨制是因為其硬度高,而有機鏡片則太軟所以容易磨損。因此將石英材料于真空條件下鍍在有機鏡片表面,形成一層非常硬的抗磨損膜,但由于其熱脹系數與片基材料的不匹配,很容易脫膜和膜層脆裂,因此抗磨損效果不理想。

    (2)第二代抗磨損膜技術

    20世紀80年代以后,研究人員從理論上發現磨損產生的機理不僅僅與硬度相關,膜層材料具有“硬度/形變”的雙重特性,即有些材料的硬度較高,但變形較小,而有些材料硬度較低,但變形較大。第二代的抗磨損膜技術就是通過浸泡工藝法在有機鏡片的表面鍍上一種硬度高且不易脆裂的材料。

    (3)第三代抗磨損膜技術

    第三代的抗磨損膜技術是20世紀90年代以后發展起來的,主要是為了解決有機鏡片鍍上減反射膜層后的耐磨性問題。由于有機鏡片片基的硬度和減反射膜層的硬度有很大的差別,新的理論認為在兩者之間需要有一層抗磨損膜層,使鏡片在受到砂礫磨擦時能起緩沖作用,并而不容易產生劃痕。第三代抗磨損膜層材料的硬度介于減反射膜和鏡片片基的硬度之間,其磨擦系數低且不易脆裂。

    (4)第四代抗磨損膜技術

    第四代的抗膜技術是采用了硅原子,例如法國依視路公司的帝鍍斯(TITUS)加硬液中既含有有機基質,又含有包括硅元素的無機超微粒物,使抗磨損膜具備韌性的同時又提高了硬度?,F代的鍍抗磨損膜技術主要的是采用浸泡法,即鏡片經過多道清洗后,浸入加硬液中,一定時間后,以一定的速度提起。這一速度與加硬液的黏度有關,并對抗磨損膜層的厚度起決定作用。提起后在100°C左右的烘箱中聚合4-5小時,鍍層厚約3-5微米。

    二、測試方法

    判斷和測試抗磨損膜耐磨性的根本的方法是臨床使用,讓戴鏡者配戴一段時間,然后用顯微鏡觀察并比鏡片的磨損情況。當然,這通常是在這一新技術正式推廣前所采用的方法,目前我們常用的較迅速、直觀的測試方法是:

    (1)磨砂試驗

    將鏡片置于盛有砂礫的宣傳品內(規定了砂礫的粒度和硬度),在一定的控制下作來回磨擦。結束后用霧度計測試鏡片磨擦前后的光線漫反射量,并且與標準鏡片作比較。

    (2)鋼絲絨試驗

    用一種規定的鋼絲絨,在一定的壓力和速度下,在鏡片表面上磨擦一琿的次數,然后用霧度計測試鏡片磨擦前后的光線漫反射量,并且與標準鏡片作比較。當然,我們也可以手工操作,對二片鏡片用同樣的壓力磨擦同樣的次數,然后用肉眼觀察和比較。

    上述兩種測試方法的結果與戴鏡者長期配戴的臨床結果比較接近。

    (3)減反射膜和抗磨損膜的關系

    鏡片表面的減反射膜層是一種非常薄的無機金屬氧化物材料(厚度低于1微米),硬且脆。當鍍于光學鏡片上時,由于片基比較硬,砂礫在其上面劃過,膜層相對不容易產生劃痕;但是減反射膜鍍于有機鏡片上時,由于片基較軟,砂礫在膜層上劃過,膜層很容易產生劃痕。

     

    光纖光柵傳感技術應用領域
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    光纖光柵傳感技術主要應用領域

    1) 電力電纜溫度監測

    電力電纜的在線實時溫度檢測,具有重大現實意義:

    運行狀態監測,有效監測電纜在不同負載下的發熱狀態,積累歷史數據;

    載流量分析,可以保證在不超過電纜的允許運行溫度的情況下 ,大的發揮電纜的傳輸能力,降低運行成本;

    老化監測,發現電纜上的局部過熱點。及時采取降溫措施,延緩電纜老化速度;

    實時故障監測,發現電纜運行過程中的外力破壞;

    電纜溝內火情監測與報警;
     

    2)高壓架空線的增客

    在歐洲還廣泛應用于高壓架空線的增容監測。通過對關鍵跨的導線溫度監測,提高整條架空線路的輸送容量。在法國里昂,巴黎等地具有成功實例。
     

    3)發電廠,大型冶金企業電纜溝防火及火情監測

    電纜溝防火直接關系到發電機組的安全運行。根據電力事故分析,由于電纜故障引發的火災事故占相當大比例?;馂囊坏┌l生,會導致大面積電纜壞毀,機組被迫停機,造成重大直接 經濟損失。實時溫度檢測可以提前警惕,以便時采用措施。

    傳統的測溫方法是將某些點式溫度傳感器安裝在電纜溝的重要部位,用光纜進行溫度數據傳送,其優點是比較經濟,但存在安裝繁瑣,抗電磁干擾能力低,監測不完整等缺點。
     

    4)交通運輸領域的溫度檢測和火情監測

    如:高速公路隧道、過江隧道,地鐵、鐵路 、機場、船艙等防火,火情監測。10個報警輸出,可同時啟動強制通風,關閉火災通道,通知醫療救援和指揮中心等。
     

    5)重要區域的溫度測量和監控

    如:發電廠電纜溝/橋架、電廠鍋爐、變電站設備、輸煤系統傳輸帶、計算機房、電視臺、通信機房、移動基站、控制機房、電線電纜通道等。


    6)危險區域的溫度測量和監控(設備簡單、無外加電源,受監控的區域不帶電)

    如:油罐、氣罐、煤倉、危險品倉庫等。


    7)大面積、大范圍的溫度測溫和監控

    如:糧倉、冷庫、貨倉、造紙廠、酒廠、制藥廠、飲料廠、煙廠等。


    8)壓力容器表面溫度測量和監控


    9)大型電力變壓器內部溫度監測

    根據變壓器的溫度監測要求布置光纜,光纜所到之處,溫度實時顯示。

    高壓開關柜光纖測溫
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    光纖測溫系統能夠保證高壓開關柜穩定的運行,常見的影響高壓開關柜安全可靠運行的因素較多,導電連接處的接觸不良是其中重要的因素之一。

    由于電流流過產生熱量,所以幾乎所有的電氣故障都會導致故障點溫度進變化。變電站開關柜的動靜觸頭、電纜接頭等連接處位置由于接觸不良而導致過熱是一種嚴重的事故隱患。近年來變電站均發生過類似的事故,輕者造成斷電,重則引發爆炸和火災,嚴重影響安全。

    一般從開關柜接頭過熱開始到形成事故會有時間間隔,若能及早發現溫度異常并快速處理,將大大減少電氣事故發生率。通過分析研究,決定應用高壓開關柜點式光纖在線測溫系統,通過在線監視的方法,對電氣設備的運行溫度,尤其是敏感位置溫度進行監測,是故障預警和預防事故的重要手段,提前發現開關柜內設備接頭發熱的跡象,防止出現惡性事故

    光纖測溫系統在同行業中具有先進性。決定將點式光纖測溫系統應用在電網高壓柜溫度監測系統中,實現對高壓柜內部溫度監測的全方面要求,提高變電站運行的安全可靠性,
    110 kV變電站10 kV高壓開關柜為例具體說明。

    變壓器繞組溫度控制器怎么選
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    變壓器在工業上有分為干式變壓器和油浸式變壓器,其中對于變壓器溫度的監測是變壓器是否能穩定運行的關鍵,變壓器繞組線圈鐵芯溫度是監測變壓器的一個重要指標,高壓的干式變壓器是采用熒光光纖測溫,耐高壓、抗干擾、絕緣,監測溫度穩定精確,油浸式變壓器也可以預埋熒光光纖測溫探頭,在變壓器出廠的時候就可以直接安裝在變壓器的繞組上。

    一、變壓器繞組溫度控制器價格的定價是根據客戶對變壓器繞組溫度控制器的需求來進行定價的,變壓器繞組溫度控制器的功能除了常規的三相繞組測溫還有鐵芯測溫之外,是否需要RS485通訊功能,模擬電流輸出等,都是決定變壓器繞組溫控器的價格因素所在。

    二、看你所需要的溫度控制器是干式變壓器還是油浸式變壓器所用的,干式變壓器可以使用傳統的PT100進行測溫,也可以使用熒光光纖測溫裝置,油浸式變壓器也是一樣的,可以使用繞組溫控器或者油面溫控器,還是可以使用油浸式變壓器繞組熒光光纖測溫裝置。

    光纖溫度在線監測系統-光纖式測溫儀
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    光纖溫度在線監測系統可以分為熒光光纖溫度在線監測系統、分布式光纖溫度在線監測系統、光纖光柵光纖溫度在線監測系統。

    影響電力系統安全運行的因素眾多,其中一個重要且常見的因素是輸配電設備的發熱問題。由于輸配電設備大多采用封閉式結構,導致散熱差,熱量逐步積累,設備局部溫度升高,危害設備的正常運行甚至減少設備的使用壽命。此外,許多輸配電設備在運行過程中,故障發生前溫度都會大幅上升,如果不能夠及時發現易造成重大的電氣事故。因此,對輸配電設備溫度進行直觀、有效的監測不僅關乎設備使用壽命,而且關乎電網的安全運行。

    研究人員針對輸配電設備發熱故障特點提出了多種溫度指示技術,文中根據已有的研究成果將這些溫度指示技術總結歸納為紅外測溫技術、熱電偶傳感器技術、光纖光柵傳感器技術、聲表面波技術以及示溫變色材料技術。

    隨著社會和科技的發展,金屬電解電積等精煉技術的不斷進步,既要提高電解槽生產效率,又要保證電解產品的質量。通常,電解、電積槽內設置有陽極板和陰極板,再通過相應的電解液正常循環,通過電流,產生電化學反應,使得極板上沉積相應的金屬。

    為了保證電解、電積的效果,需要保持整個電解、電積槽體內的電解液溫度盡量平衡穩定,若槽內某個位置的電解液溫度突然降低或升高,都會影響到最終的產品質量。例如溫度太低,則可能產生結晶狀況,從而極大的影響電解、電積的正常運行。

    現在技術當中,通常的方式是由工人攜帶測溫儀器按一定的時間頻率,不間斷的去測量相應位置或深度的電解液的溫度,但是這種測量方式效率低下,且人力成本太高。

    也是一些方式是通過設置多個電子溫度傳感器來進行溫度的采集,從而實現溫度監測,但是傳統的電子溫度傳感器單價太高,而且電解槽當中,需要測量溫度的點位非常多,需要數十到數百個電子溫度傳感器,鋪設成本太高。同時,由于電解槽當中通常都是大電流工作,所以會產生非常強的磁場,而電子溫度傳感器則是非常精密的電子元件,受磁場的影響非常大,導致一直無法實現精確的溫度測量。

    光纖分布式測溫系統模塊
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    近年來,分布式光纖測溫系統得到了快速發展,它是一種長距離實時測量感溫光纖周圍溫度場的分布式傳感器,該系統基于拉曼散射效應和OTDR技術實現,在生活中起到極其重要的作用,避免了很多事故的發生。

    分布式光纖測溫系統(以下稱DTS系統)是一種基于OTDR和拉曼散射原理研制而成的溫度測量系統,其溫度傳感器是光纖(通常制作成光纜)。DTS利用光纖的拉曼效應,即光
    纖鋪設位置(空間)的溫度場調制了光纖中傳輸的后向拉曼散射光,經光電轉換及信號處理后就可解調出溫度場的實時溫度信息。DTS系統組成一般包括大功率脈沖激光光源,光纖波分復用耦合器,傳感光纜,光電探測器,信號放大模塊,數據采集模塊及系統主機(PC機或工控機)。由于DTS是分布式的,即光纜連續地鋪設在需要監測的現場,而且距離較長(通常是幾公里),相比與其他測溫系統,DTS具有明顯的優勢。該系統目前已廣泛應用于各種隧道,電力,鋼鐵廠及礦場等需要火災監測的領域。

    光纖溫度傳感器與傳統的溫度傳感器相比,具有很多優點,如:光波不受電磁干擾影響;光纖工作頻率寬,動態范圍大,是一種低損耗傳輸線;光纖本身不帶電、體積小、質量輕、易彎曲、抗輻射性能好。故光纖溫度傳感器特別適合于易燃、易爆、空間受嚴格限制及強電磁干擾等惡劣環境下使用,解決了傳統方法無法解決的測溫難題。

    分布式光纖溫度傳感技術主要利用了光學非線性效應中拉曼散射光信號的強度與溫度的相關性,通過對光纖不同位置處激發產生的拉曼散射光信號進行探測與強度分析進而實現光纖不同位置處溫度的測量。分布式光纖溫度傳感技術中的光纖即是傳感器也是信息傳輸媒介,該技術具有傳感器結構靈活、分布連續、監測距離長、工作溫度高等特點,因此在消防與火災預警、油井勘測等領域具有廣泛應用前景。

    熒光光纖測溫產品在高壓開關柜的解決方案
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    與其他光纖傳感技術相比, 熒光光纖傳感器是基于感溫探頭端部涂覆的熒光感溫材料的溫度特性來進行測溫的。該技術為點測溫方式、 光纖本身對電磁干擾天然免疫、不受震動影響、性能可靠穩定、精度更高、不漂移、解調成本低。同時,探頭壽命長,微小尺寸,模塊化設計便于安裝調試及維護、適亍大規模組網應用。福州英諾科技的光纖測溫傳感器在開關柜觸頭母排等可以直接應用。

    諾泰克光電科技(珠海)有限公司,公司主要從事光學元器件、熒光光纖測溫系統、砷化鎵光纖測溫系統、分布式光纖測溫系統、光纖環境監測傳感系統、管道光纖傳感系統、智能監測軟件及設備研發、生產與銷售,并提供技術咨詢、技術服務;產品廣泛應用于電網、發電、鋼鐵、化工、高端制造業等領域。

     

    熒光光纖測溫系統
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    電力設備點式測溫有幾種,其中包括了熒光光纖測溫裝置、砷化鎵光纖測溫、光纖光柵測溫傳感器等,光纖測溫可以應用在很多電力環境,所使用的技術、材料也都有很多不同的地方,熒光光纖測溫系統是應用在國家電網電力設備上適合項目眾多、技術成熟的測溫方式,特別是開關柜觸頭和變壓器上都有廣泛的應用。

    目前,應用于高壓開關柜開關觸頭的火災預警檢測方式主要包括分布式光纖溫度傳感預警和準分布式光柵溫度傳感預警,它們的共同特點是使用成本昂貴,尤其對于少量開關柜的溫度傳感,應用上述兩種系統,需要大量資金的投入,將會帶來不必要的浪費。為解決上述缺點,華光天銳自主研發生產的點式熒光光纖溫度傳感器,應用于高壓開關柜的熒光光纖測溫系統,其包括熒光光纖傳感探頭、熒光測溫變送器、光纖顯示儀表等。

    熒光光纖測溫系統的測溫原理

    在光纖末端鍍上熒光物質,經過一定波長的光激勵后,熒光物質受激輻射出熒光能量。由于受激輻射能量按指數方式衰減,衰減的時間常數根據溫度的不同而不同,通過測量衰減時間,從而得出測量點的溫度。

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