高精度熱電対プローブは、校正プロセス中に definitive な標準温度リファレンスとして機能します。これは、マッフル炉の実際の内部温度をリアルタイムで検証するために光ファイバーセンサーの近くに配置され、光学センサーのパフォーマンスが測定される真実のベースラインを提供します。
熱電対の安定した読み取り値と光ファイバーセンサーの波長シフトを比較することにより、研究者は区分的線形フィッティングを生成できます。この数学モデルは、ファイバー材料内の非線形熱効果を補正し、将来の応力監視データが高温異常によって歪まされないようにします。
真実のベースラインの確立
リアルタイム条件の検証
マッフル炉内の環境は変動する可能性があります。光ファイバーセンサーが正しく校正されていることを確認するには、炉の設定値だけに頼ることはできません。
標準リファレンスとして高精度熱電対を使用する必要があります。
光ファイバーセンサーの近くに配置されたこのプローブは、センサーが経験している実際の温度を測定します。
波長と温度の相関
光ファイバーセンサーは、波長シフトを示すことで熱に反応します。
これらのシフトを正確に解釈するには、熱電対によって提供される既知の検証済み温度値に対してマッピングする必要があります。

材料の挙動の補正
非線形効果への対処
光ファイバー材料は、特に高温では、温度変化に常に完全に線形に応答するわけではありません。
熱効果は、データに非線形歪みを導入する可能性があり、修正されない場合、応力監視の結果を歪めます。
区分的線形フィッティングの役割
熱電対からのデータを使用して、研究者は区分的線形フィッティングを適用できます。
この方法は、温度応答をより小さなセクションに分割して、非線形性を正確にモデル化します。
この数学的補正により、光ファイバーセンサーは正確な応力監視データを提供し、熱誤差を効果的にフィルタリングします。
トレードオフの理解:干渉リスク
高温信号ノイズ
熱電対は校正に不可欠ですが、環境の課題に対して完全に無敵ではありません。
炉の温度が高い場合、コントローラーに接続された熱電対は干渉や測定誤差を発生させる可能性があります。
電気的ノイズの軽減
校正標準の整合性を維持するために、熱電対の金属保護管は十分に接地されている必要があります。
デバイスを適切に接地しないと、信号ノイズが発生し、校正が損なわれる可能性があります。
重要なシナリオでは、干渉をさらに低減し、参照データが純粋であることを保証するために、3線式出力熱電対の使用が推奨されます。
目標に合わせた適切な選択
校正プロセスで信頼性の高い応力監視データが得られるように、次の原則を適用してください。
- データ精度が最優先事項の場合:ファイバーの非線形熱応答を数学的に補正するために、区分的線形フィッティングモデルの作成を優先してください。
- 信号整合性が最優先事項の場合:高温電気干渉を防ぐために、熱電対が金属保護管を使用し、十分に接地されていることを確認してください。
光学データを正確な熱リファレンスに固定することにより、生の波長シフトを実用的な検証済みエンジニアリングインサイトに変換します。
概要表:
| 特徴 | 校正における役割 | プロセスへのメリット |
|---|---|---|
| 標準リファレンス | definitive な温度ベースラインを提供 | 実際の炉条件と設定値を検証 |
| 波長マッピング | シフトを検証済み温度に相関させる | 生の光学データを実用的なインサイトに変換 |
| 区分的フィッティング | 非線形熱効果を補正 | 高温でのデータ歪みを排除 |
| 信号保護 | 金属管の接地と3線式出力 | 電気干渉や測定誤差を防ぐ |
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ビジュアルガイド
参考文献
- Kaiyue Qi, Peng Li. Monitoring of Internal Stress in Stainless Steel Materials at High Temperatures Using Optical FPI and LPFG. DOI: 10.58286/30974
この記事は、以下の技術情報にも基づいています Kintek Furnace ナレッジベース .