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March 8th, 2020
DOI :
March 8th, 2020
•0:04
Introduction
1:03
Fiber Optic Thermal Sensor Design
3:08
Interrogation System and Sensor Configuration
4:15
Packaging Preparation
5:16
Free Thermal Calibration
6:33
Test Coil Build and FBG Instrumentation
7:35
Static and Non-Uniform Thermal Condition Tests
8:41
Results: In-situ Thermal Hot Spot Monitoring in Electrical Coils
9:53
Conclusion
Transcript
बिजली के कुंडल के भीतर थर्मल हॉट स्पॉट की निगरानी बिजली चालन क्षेत्र में महत्वपूर्ण है क्योंकि यह डिवाइस स्वास्थ्य, शेष जीवनकाल और डिजाइन सीमा के निकटता की बेहतर समझ को सक्षम बनाता है। मोटर तकनीक फाइबर ऑप्टिक संवेदन द्वारा मल्टीप्लेक्स विद्युत चुम्बकीय प्रतिरक्षा और शक्ति के अनुप्रयोग के आधार पर विद्युत कुंडलित संरचना के भीतर थर्मल हॉट स्पॉट की निगरानी करने में सक्षम बनाती है। इस वीडियो में वर्णित उन्नत एफपीजी संवेदन प्रदर्शन अद्वितीय है और पारंपरिक सेंसरों जैसे सक्रिय थर्मल जोड़ों के अनुप्रयोग की तरह नहीं हो सकता है और न ही प्रतिरोध-आधारित थर्मल अनुमान तकनीकों का अनुप्रयोग।
FBG सेंसर स्वाभाविक रूप से थर्मल और यांत्रिक उत्तेजन के लिए उत्तरदायी हैं और नाजुक हैं। इसलिए, विद्युत कुंडल संरचनाओं के साथ क्लोज थर्मल सेंसिंग के लिए उनके आवेदन को एक विशेष प्रक्रिया की आवश्यकता होती है जिसे इस प्रोटोकॉल में समझाया जाता है। सबसे पहले अपने लक्ष्य कुंडल संरचना और पूछताछ प्रणाली सुविधाओं के आधार पर सेंसर डिजाइन और विनिर्देशों की पहचान करें।
यहां दिखाया गया परीक्षण कुंडल इलेक्ट्रिक मशीन कॉइल के विशिष्ट एक मानक आईई क्लास एच मोटरेट है। जब आप संवेदन स्क्रीन डिजाइन सुनिश्चित करें कि ऑप्टिकल संवेदन फाइबर थर्मल और यांत्रिक घाव कुंडली संवेदन अनुप्रयोगों की विशिष्ट वातावरण में ऑपरेटिव रहता है । मानक मोड़-असंवेदनशील पॉलीएमाइड एकल मोड फाइबर का उपयोग करना यह सुनिश्चित करता है कि सेंसर 200 डिग्री सेल्सियस से अधिक तापमान में काम करने में सक्षम है और इसमें यांत्रिक गुण हैं जो इसे वांछित कुंडल ज्यामिति के अनुरूप होने की अनुमति देते हैं।
इस आवेदन में चार टेस्ट कॉइल क्रॉस सेक्शनल सेंटर स्थानों में चार थर्मल सेंसिंग प्वाइंट लगाए जाने हैं। विद्युत मशीनों के लिए उनके अव्यक्त थर्मल निगरानी मानकों के आधार पर व्यक्तिगत संवेदन स्थानों की पहचान की जाती है। संवेदन सिर के बीच की दूरी कुंडली ज्यामिति और चुनने संवेदन स्थानों पर आधारित हैं।
इसके बाद, व्यक्तिगत एफबीजी सिर को लंबाई में पांच मिलीमीटर होने के लिए निर्दिष्ट करें और इस्तेमाल किए गए वाणिज्यिक प्रश्नकर्ता रेटिंग से मेल खाने और स्थानांतरित तरंगदैर्ध्य को रोकने के लिए 1529 से 1560 नैनोमीटर तक एक बैंडविड्थ में दूरी पर विभिन्न तरंगदैर्ध्य के साथ वर्गीकृत करें। यहां कुल फाइबर की लंबाई 1.5 मीटर तक निर्दिष्ट है। प्रारंभिक 1.2 मीटर टेफ्लॉन में पैक किया जाता है और बाहरी प्रश्नकर्ता डिवाइस से कनेक्शन की अनुमति देता है।
3 मीटर की अतिरिक्त लंबाई में चार अनपैकेज्ड सेंसिंग हेड होते हैं। इस वीडियो में दिखाया गया है निर्दिष्ट सरणी सेंसर है, जो व्यावसायिक रूप से निर्मित किया गया था । सबसे पहले, एफसी/एपीसी कनेक्टर जंगली से सुरक्षात्मक टोपी हटा दें ।
फिर कनेक्टर एंड फेस को ऑप्टिकल कनेक्टर क्लीनर से धीरे-धीरे पोंछते हुए साफ करें। इसके बाद सुनिश्चित करें कि कीवे सही ढंग से गठबंधन किया गया है और पूछताछ चैनल कनेक्टर के लिए साफ FBG जांच कनेक्टर में प्लग है। प्रश्नकर्ता चालू करें और विन्यास सॉफ्टवेयर चलाएं।
इंस्ट्रूमेंट सेटअप टैब पर, एफबीजी सरणी जांच से परावर्तित तरंगदैर्ध्य स्पेक्ट्रम का निरीक्षण करें। संबंधित चैनल स्पेक्ट्रम में चार चोटियों को देखा जाना चाहिए। सॉफ्टवेयर में, नमूना आवृत्ति को 10 हर्ट्ज में सेट करें और माप हस्तक्षेप को रोकने के लिए एफबीजी के बीच स्पेक्ट्रम सीमाएं निर्धारित करें।
इसके बाद मेजरमेंट सेटिंग में एफबीजी हेड्स का नाम एफबीजी-1, एफबीजी-2, एफबीजी-3 और एफबीजी-4 रखा जाए। इस स्तर पर रेखांकन प्रस्तुत किए जाने वाले एक प्रकार की मात्रा के रूप में तरंगदैर्ध्य चुनें। उचित रूप से संवेदन क्षेत्र को पैकेज करें जहां एफबीजी प्रमुखों को झांकना केशिका का उपयोग करके सरणी फाइबर में अंकित किया जाता है।
यह ग्लास फाइबर की रक्षा करेगा और यह सुनिश्चित करेगा कि संवेदन सिर यांत्रिक उत्तेजन से अलग है और एक विशेष रूप से थर्मल उत्तेजन उत्तरदायी सेंसर निकलेगा। फाइबर प्रविष्टि के लिए अनुमति देने के लिए और टिफ्लॉन को कवर करने के लिए केशिका संयुक्त झांकना करने के लिए कुछ अतिरिक्त सेंटीमीटर के साथ लक्ष्य कुंडल संरचना की लंबाई के लिए वाणिज्यिक झांकना टयूबिंग की एक पर्याप्त लंबाई में कटौती करें। इसके बाद, झांकना केशिका की बाहरी सतह पर संवेदन स्थानों की सही पहचान करने के लिए एफबीजी सरणी और झांकना केशिका के सावधानीपूर्वक माप लें।
यह मोटरेट परीक्षण कुंडली के भीतर लक्षित स्थानों में एफबीजी संवेदन सिर की स्थिति के लिए अनुमति देता है। फिर, बाद में उपयोग के लिए एक उचित आकार की सिकोड़ने वाली ट्यूब तैयार करें। झांकना केशिका में फाइबर संवेदन क्षेत्र डालें और केप्टन टेप का उपयोग करके झांकना और टेफ्लॉन कनेक्शन बनाए रखें।
पैक किए गए एफबीजी सरणी सेंसर को थर्मल चैंबर में डालकर अपने असतत तापमान बनाम तरंगदैर्ध्य अंक निकालने के लिए कैलिब्रेट करें। एफबीजी सरणी संवेदन क्षेत्र कुंडल ज्यामिति के आधार पर बनाया गया है। इसके बाद, ग्रेडेड ऑप्टिकल फाइबर को प्रश्नकर्ता से कनेक्ट करें और प्री-कॉन्फ़िगर किए गए प्रश्नकर्ता सॉफ्टवेयर दिनचर्या लॉन्च करें।
थर्मल स्थिर-राज्य बिंदुओं के अनुक्रम में ओवन संचालित करें, सरणी में प्रत्येक व्यक्ति एफबीजी के मापा चिंतनशील तरंगदैर्ध्य से एक तालिका बनाएं। हर निरंतर तापमान के लिए, इसे कक्ष में अनुकरण करें। फिर, प्रत्येक एफबीजी के लिए इष्टतम तापमान तरंगदैर्ध्य बदलाव फिट घटता और उनके गुणांक निर्धारित करने के लिए रिकॉर्ड किए गए तरंगदैर्ध्य बनाम तापमान माप का उपयोग करें।
FBG सरणी से ऑनलाइन तापमान माप सक्षम करने के लिए प्रश्नकर्ता सॉफ्टवेयर की प्रासंगिक सेटिंग्स में गणना गुणांक इनपुट। सबसे पहले, मोटरेट यादृच्छिक घाव कुंडली का निर्माण और साधन। इसे पूरा करने के लिए, चयनित कक्षा एच तामचीनी तांबे के तार रील को विंड डिवाइस में सेट करें और कुंडली का आधा हवा कम गति से बदल जाए।
फिर, कैप्टन टेप का उपयोग करके कुंडली के केंद्र में तैयार झांकना केशिका फिट करें। एक बार ठीक से तैनात होने के बाद, बाकी कुंडली बदल जाती है। तैयार कुंडल को मोटरेट फ्रेम में रखें।
इसके बाद, मोटरेट कॉइल और विंडिंग बांधें। प्रश्नकर्ता से जुड़े एफबीजी सरणी के साथ, टीफ्लॉन के अंत उद्घाटन और झांकना केशिकाओं के संपर्क में होने तक तिरछी नज़र केशिका में संवेदन क्षेत्र फाइबर को सावधानीपूर्वक डालें। केशिका सिरों को कवर करने के लिए सिकोड़ने वाली ट्यूब को स्थानांतरित करें और वांछित फिट प्राप्त होने तक इसे उचित रूप से सिर करें।
स्टेटिक टेस्ट शुरू करने के लिए, मोटरेट को डीसी पावर सप्लाई से कनेक्ट करें और डीसी पावर सप्लाई को कनेक्ट करें ताकि मोटरलेट को डीसी करंट से इंजेक्ट किया जा सके । मोटरेट कॉइल थर्मल संतुलन तक पहुंचने तक माप रिकॉर्ड करें। इसके बाद, एक गैर-समान थर्मल कंडीशन टेस्ट करें।
इस परीक्षण के लिए, सबसे पहले एक चयनित परीक्षण कुंडल अनुभाग के आसपास 20 बदल जाता है युक्त बाहरी कुंडल हवा । बाहरी कुंडली के साथ एक अलग डीसी बिजली की आपूर्ति से जुड़े, एक ही डीसी वर्तमान स्थिर परीक्षण में इस्तेमाल के साथ मोटरेट सक्रिय । एक बार थर्मल संतुलन पहुंच जाने के बाद, थर्मल माप रिकॉर्ड करना शुरू करें।
अंत में, परीक्षण कुंडली पर स्थानीयकृत थर्मल एक्सिटेशन वितरित करके गैर-समान थर्मल स्थिति प्रदान करने के लिए डीसी वर्तमान के साथ बाहरी कुंडली को सक्रिय करें। थर्मल संतुलन तक पहुंचने के बाद माप रिकॉर्ड करना बंद करें। इस प्रतिनिधि स्थिर थर्मल परीक्षण के दौरान, चार आंतरिक तापमान रीडिंग संबंधित सरणी FBG प्रमुखों द्वारा अपने इसी कुंडल स्थानों में लिया गया ।
रीडिंग के बारे में १.५ डिग्री सेल्सियस से कम के दर्ज व्यक्तिगत माप के बीच एक मामूली भिन्नता के साथ बारीकी से समान हैं । एक बार बाहरी 20 बारी कुंडली उत्तेजित हो गया था, कुंडली संरचना के भीतर एक गैर वर्दी कुंडली हालत का अनुकरण करने के लिए, एक स्पष्ट परिवर्तन कुंडली आंतरिक तापमान के पुनर्वितरण के साथ थर्मल माप में देखा गया था । संवेदन बिंदु और बाहरी कुंडली, FBG4 के निकटतम निकटता, उच्चतम थर्मल स्तर और दूर दूर संवेदन बिंदु, FBG 2 मापा, सबसे कम मापा ।
मनाया रीडिंग स्पष्ट रूप से व्यक्तिगत संवेदन सिर वितरण में बदलाव से संबंधित हैं, परीक्षण कुंडल ज्यामिति की जांच की । यह यादृच्छिक घाव कुंडल में थर्मल हॉट स्पॉट वितरण की निगरानी और पहचान करने से कुंडल-एम्बेडेड सरणी सेंसर की कार्यात्मक क्षमता को दर्शाता है। इस वीडियो में, हमने दिखा दिया है कि कैसे एफबीजी तकनीक का उपयोग करके एक ऑप्टिकल फाइबर बिजली के तार की संरचना के भीतर थर्मल हॉट स्पॉट के वितरित माप को सक्षम कर सकता है।
पारंपरिक सेंसर का उपयोग करके इसे प्राप्त करना बेहद चुनौतीपूर्ण होगा। सटीक माप सुनिश्चित करने के लिए, पैकेजिंग, स्थापना, अंशांकन प्रक्रियाओं के साथ एक विशेष देखभाल करें। थर्मल मैकेनिकल एफबीजी क्रॉस-संवेदनशीलता को कम करने, फाइबर की रक्षा करने और विश्वसनीय थर्मल रीडिंग लेने की अनुमति देने के लिए इनकी आवश्यकता होती है।
रिपोर्ट की गई तकनीक ऊर्जा रूपांतरण उपकरणों में सीटू थर्मल मॉनिटरिंग अनुप्रयोगों में समर्पित के विकास के लिए नए अवसर प्रदान करती है जहां पारंपरिक सेंसरों को चुनौती दी जाती है।
यह पेपर एक प्रोटोकॉल प्रस्तुत करता है जो आंतरिक थर्मल हॉट स्पॉट की वितरित स्थिति निगरानी के उद्देश्य से फाइबर ब्रैग झंझरी (एफबीजी) थर्मल सेंसर के साथ यादृच्छिक घाव इलेक्ट्रिक कुंडलके इंस्ट्रूमेंटेशन को सक्षम बनाता है।
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