产品概述

荧光光纤测温传感器具有非电性、天然电绝缘、高抗电磁干扰、强耐化学腐蚀等固有优势，克服了众多传统电子传感器在恶劣环境下的应用局限。这一特性使得荧光光纤传感器不仅在生物医疗、科研领域备受青睐，更在电力工业的关键温度监测场景中扮演着至关重要的角色。它被专门设计并广泛应用于：高压开关柜触点（动/静触头）温度实时测量、电气设备内部关键发热点（如变压器绕组、电缆接头、母排连接点）的精准温度监控、发电机热状态诊断，以及其他存在高电压、强磁场或潜在易燃易爆风险的测温需求场景。

产品特性

本系统采用先进的光学测温技术。在光纤传感头端部涂覆特制的稀土荧光物质，当接受特定波长的激励激光照射时，荧光物质受激辐射出荧光。该荧光强度随时间的衰减速率（即荧光寿命） 是温度的敏感函数，通过精确测量该衰减时间常数，即可直接、准确地计算出测量点的实时温度值，实现单点精确光纤测温。该产品具有以下卓越性能：

※超高精度与稳定性：测温精确度高，长期测量稳定可靠。

※本质安全可靠：完全无源（光纤中仅传输光信号）、电绝缘性优异、本质抗电磁干扰，完全不受高电压、强磁场环境影响。

※坚固耐用：探头结构坚固，核心传感部分耐高温、抗化学腐蚀，无活动部件，寿命长，免维护。

※安装灵活便捷：传感器体积细小（直径约2.2 mm），可灵活布设于狭小或关键发热点位置；系统解调仪体积小巧，安装调试简易快捷。

※高性价比：相比砷化镓等半导体光纤测温方案，本系统具有明显成本优势，同时精度更高、稳定性更好、维护需求更低。

※免校准设计：系统采用自适应测量技术，无需繁琐的LD（激光器驱动电流）值校准或用户手动校准，真正做到“即插即用”，大大简化了安装和维护流程。

产品应用

该产品专为苛刻工业环境设计，特别适用于存在以下挑战的测温场合：

※高电压：如高压/超高压开关设备内部、电力变压器内部绕组及热点。

※强电磁干扰：如大型电机、发电机、电抗器、变频器周边。

※空间受限或高温腐蚀：如开关柜动/静触头、母排搭接点、电缆终端接头内部。

※关键设备状态监测：如轨道交通（地铁、高铁）牵引变压器、整流柜；光伏发电系统的逆变器、汇流箱关键节点；数据中心配电柜关键连接点；工业变频柜功率单元；大型UPS电池柜连接点等。

光纤传感器模块

产品组成

荧光光纤测温探头主要由以下三部分精密构成：

※连接器端（ST接头）：位于光纤尾端，采用标准ST光学接口形式。此端用于与光电信号处理模块（解调仪）快速、可靠连接。 

※传输光纤光缆：作为光信号传输路径。内部核心采用高纯度石英玻璃光纤（纤芯/包层结构）；外部施加多层保护，包含高分子涂覆层增强机械性能，最外层包裹致密的特氟龙（PTFE）保护套管，赋予光纤优异的柔韧性、耐磨损性、耐化学腐蚀性及高绝缘性。

※感温端（传感头）：位于光纤前端，是测温的核心部分。内含高稳定性、高灵敏度的稀土掺杂荧光感温材料。当激励光照射时，该材料吸收光能并激发出含有所在位置精确温度信息的荧光信号。

通讯协议

通讯接口：3.3V/TTL电平（半双工UART）；

波特率：9600；

校 验：无校验；

通讯协议：MODBUS；

通讯地址：默认0x01（用户可手动设置）；

温度数据类型：有符号短整型（short int）；

校验码采用CRC-16；

温度系数：0.1（读取的整型数除以10得到实际温度值）。

通讯帧格式

命令帧

B1：传感器通讯地址（默认0x01，用户可通过命令帧手动设置）；

B2：指令码。0x01：读取温度；0x02：修改传感器通讯地址；

B3：数据码。如果指令码B2为0x02，则该字节为被修改传感器的新通讯地址；如果指令码B2为0x01，则该字节不起作用；

B4：保留；

B5：保留；

B6：保留；

B7：CRC校验的低字节；

B8：CRC校验的高字节。

CRC校验方法：对命令帧的前6个字节（B1~B6）进行校验，校验参数模型为CRC-16/MODBUS。需要注意校验结果的高低位顺序。可参考网站http://www.ip33.com/crc.html进行在线计算。

命令帧示例1：读取温度

        效果：将通讯地址为0x01的传感器的温度数据读取出来。

命令帧示例2：修改通讯地址

效果：将通讯地址为0x01的传感器的通讯地址修改为0xFF（注意：修改传感器的通讯地址后，传感器的回复帧中的通讯地址会立刻更新）。

回复帧

在没有收到命令帧/命令帧通讯地址与传感器不符/CRC校验未通过时，传感器不会回复任何数据。如果上位机发送了命令帧但没有接收到传感器回复帧，请检查通讯协议是否正确（波特率、串口校验位、通讯地址、CRC校验高低字节是否写错顺序等）。当接收到正确的命令帧后，传感器必然使用回复帧应答。

B1：复述传感器通讯地址（如果传感器通讯地址被修改，则使用被修改后的通讯地址）；

B2：复述指令码。0x01：读取温度；0x02：修改传感器通讯地址；

B3：传感器状态码。0x00：状态正常；0x01：传感器受到干扰或光纤未连接，输出暂时冻结；0x02：传感器正在进行初始化；

B4：传感器测量温度低字节；

B5：传感器测量温度高字节；

B6：传感器LED亮度低字节。数值越低代表亮度越强；

B7：传感器LED亮度高字节；

B8：传感器光电二极管信号接收强度低字节。数值越低代表强度越强；

B9：传感器光电二极管信号接收强度高字节；

B10：CRC校验的低字节；

B11：CRC校验的高字节。

CRC校验方法：对命令帧的前9个字节（B1~B9）进行校验，具体方法同上。注意校验结果的高低位顺序。

温度换算方法：将回复帧B5和B4拼接为16位数，转换为十进制数后乘以温度系数0.1得到实际温度值。例如上文示例回复帧中，B4=0x08，B5=0x01，拼接为0x01 08=264，则温度值为26.4℃。

（温度数据为0xFF 9C =-100为-10.0℃）

（负数计数：取反+1，即FF9C取反为0063，+1后=0064=100，即-100，再乘以温度系数0.1，即可计算出温度为-10.0℃）

回复帧示例1：传感器初始化

   回复帧解释：传感器通讯地址0x01，接收到指令码0x01读取温度数据；传感器状态0x02正在进行初始化，此时温度数据无效。

回复帧示例2：传感器正常工作

   回复帧解释：传感器通讯地址0x01，接收到指令码0x01读取温度数据；传感器状态0x00工作正常，监测温度0x01 17为27.9℃，传感器LED亮度0x0E 9E为3742，传感器光电二极管信号强度0x4C为76。

回复帧示例3：传感器工作异常

   回复帧解释：传感器通讯地址0x01，接收到指令码0x01读取温度数据；传感器状态0x01工作异常，可能是受到短时干扰或光纤接头没有插好，此时温度数据保持不变，直到异常工作状态解除。