解决方案 | 锂电池窑炉专用的耐高温光纤传感器

锂离子电池正极材料主流的规模化制备方法为高温固相法（烧结），其中，烧结法的主要设备采用隧道式窑炉（辊道窑炉），其工艺流程主要包括物料装填、匣钵传送、烧结和冷却。在整个工艺流程段中，高温光纤应用于烧结和冷却工序中。

项目应用场景

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在窑炉烧结和冷却工序中，装载锂离子电池正极材料的匣钵放置在窑炉的圆辊上，通过辊棒旋转进行传输。传输过程的控制中，需要实时监测辊棒的旋转状态，在窑炉的预热段，窑炉内温度达到约300°，到烧结段，窑炉内温度上升到约600°，在此高温环境下，需要采用耐高温性能的高温光纤进行辊棒感应片的状态检测。

传感器选型

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安装和调试

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① 高温光纤元件安装

光纤头采用钣金件固定，发射和接收端光纤头安装钣金件加工尺寸和安装孔位一致，钣金件固定通过激光笔进行校准，确保发射和接受光纤头能够有效对齐，同时建议上下两对光纤头发射端与接收端互换位置，确保两对光纤传感器检测的稳定性。

② 聚焦镜安装

聚焦透镜采用特制耐高温镜头，安装时将聚焦镜拧紧在光纤头前端螺纹上，确保聚焦镜和光纤元件之间的牢固性，以达到最佳的检测性能和稳定性。

③光纤放大器与光纤元件连接

安装光纤头与放大器时，先放下光纤固定杆，将光纤尾插插入到放大器的光纤口，确保尾插插入到位后，将光纤固定杆回拨到顶部，使光纤头不能松动。

④ 光纤放大器的调试

光纤头、聚焦透镜安装对齐好后，放大器通电调试。首先进入到PC1 放大器的【基本菜单】界面，找到【响应速度】项目（rESP），进入项目将默认参数3档调节至最大挡位7档；

设置好响应速度挡位后，进入【详细设定菜单】，找到【光强度】项目，进入项目将挡位调节至最大挡3档。

设置好上述两项参数后，回到初始运行界面；

阈值设定，光纤未遮挡的情况下，4m安装位置放大器检测值（红色数显值）约为500，6m检测位置约为200

光纤放大器PC1数据-6m

光纤放大器PC1数据-4m

当光纤头被辊棒感应片遮挡后，光纤放大器检测值约为0，将阈值（绿色数显值）设置为检测值的10%左右。设置阈值完成后，返回初始运行界面进行测量。

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高温光纤安装和检测注意事项总结

1、发射和接收光纤头安装必须确保对齐，以保证远距离测量的有效信号强度

2、光纤聚焦镜安装时，需要确定安装的紧固性，保证测量的稳定性

3、光纤与放大器安装时，需要将光纤尾插插入到位，确定放大器光的有效传输

4、光纤放大器参数设置，响应档位和光强度档位保证调节至最高档位，以达到远距离测量的最佳性能

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