-
微信扫码登录
温度是冶金、钢铁、焊接、化工等行业进行质量控制和确保顺利生产的重要参数，传统的测温方法有热电偶法和光学高温计法，热电偶法是接触式测温，如用铂铑热电偶，钨铼热电偶等，探头置于被测环境中，温差电压经电路转换后在仪表上直接显示温度，高温烧结炉多用这种方法，这些温度传感器尽管操作方便，性能稳定，但是因为接触式测温，热电偶冷热端距离远，体积大，而且采用稀有的贵重金属，造价昂贵，使用寿命短， 光学高温计法是接触式测温，通过比较辐射源的色温和灯丝色温来测定温度，或者发射一激光束，通过被测体的反射束来测温而光纤温度传感器较其它测温仪具有测量精度高，抗电磁干扰，体积小，可自由弯曲等优点，可应用于易燃易爆，空间狭小，直接瞄准有困难的场合，因而受到了广泛地重视。
光纤温度传感器的原理
光纤温度传感器一般分为两类：一类是利用光导纤维本身具有的某种敏感功能而使光纤起测量温度的作用，属于功能型，光纤既感知信息，又传输信息；另一类是光导纤维只起到传输光的作用，必须在光纤端面加装其它敏感元件才能构成新型传感器的传输型传感器这两类的传感器工作原理和设计思想非常巧妙，研究工作都较为深入。
光纤温度传感器采用一种和光纤折射率相匹配的高分子温敏材料涂覆在二根熔接在一起的光纤外面，使光能由一根光纤输入该反射面从另一根光纤输出，由于这种新型温敏材料受温度影响，折射率发生变化，因此输出的光功率与温度呈函数关系。其物理本质是利用光纤中传输的光波的特征参量，如振幅、相位、偏振态、波长和模式等，对外界环境因素，如温度，压力，辐射等具有敏感特性。它属于非接触式测温。
系统结构及工作原理
从室温到1800℃全程测温的光纤温度传感器的系统主要包括端部掺杂的光纤传感头、 Y型石英光纤传导束、 超高亮发光二极管（LED）及驱动电路、 光电探测器、荧光信号处理系统和辐射信号处理系统。
系统的工作原理为: 在低温区（400℃以下）, 辐射信号较弱, 系统开启发光二极管(LED)使荧光测温系统工作。 发光二极管发射调制的激励光, 经聚光镜耦合到Y型光纤的分支端, 由Y型光纤并通过光纤耦合器耦合到光纤温度传感头。
光纤传感头端部受激励光激发而发射荧光, 荧光信号由光纤导出, 并通过光纤耦合器从Y型光纤的另一分支端射出, 由光电探测器接收。
光电探测器输出的光信号经放大后由荧光信号处理系统处理, 计算荧光寿命并由此得到所测温度值。 而在高温区（400℃以上）, 辐射信号足够强, 辐射测温系统工作, 发光二极管关闭。
辐射信号通过蓝宝石光纤并通过Y型光纤输出, 由探测器转换成电信号, 系统通过检测辐射信号强度计算得到所测温度。
光纤传感头端部由Cr3+离子掺杂, 实现光激励时的荧光发射。 掺杂部分光纤长度为8～10 mm。 端部光纤的外表面同时镀覆黑体腔, 用于辐射测温。 (这时,光纤黑体腔长度与直径之比大于10,可以满足黑体腔表观辐射率恒定的要求)。 值得注意的是, 避免或减少荧光发射部分与热辐射部分的相互干扰, 对保证整个系统的性能十分重要。
