光纖溫度傳感器

結(jié)構(gòu)與分類1§光纖溫度傳感器半導(dǎo)體光吸收型光纖溫度傳感器熱色效應(yīng)光纖溫度傳感器23熒光型光纖溫度傳感器4§光纖溫度傳感器1.結(jié)構(gòu)與概念光纖溫度傳感器突破了電調(diào)制溫度傳感器的限制。同時(shí)，由于其工作時(shí)溫度信號(hào)被光信號(hào)調(diào)制，傳感器多采用石英光纖，傳輸?shù)姆敌盘?hào)損耗低，并可以遠(yuǎn)距離傳輸，使傳感器的光電器件遠(yuǎn)離現(xiàn)場(chǎng)，避免了惡劣的環(huán)境。在輻射測(cè)溫中，光纖代替了常規(guī)測(cè)溫儀的空間傳輸光路，使干擾因素如塵霧、水汽等對(duì)測(cè)量結(jié)果影響很小。光纖質(zhì)量小，截面小，可彎曲傳輸測(cè)量不可視工作溫度，便于特殊工況下的安裝使用?！旃饫w溫度傳感器光纖用于溫度測(cè)量的機(jī)理與結(jié)構(gòu)形式多種多樣，按光纖所起的作用基本上可分為兩大類：一類是傳光型，這類傳感器僅由光纖的幾何位置排布實(shí)現(xiàn)光轉(zhuǎn)換功能；另一類是傳感型，它以光的相位、波長(zhǎng)、強(qiáng)度（干涉）等為測(cè)量信號(hào)?！旃饫w溫度傳感器

光纖溫度傳感器的測(cè)溫機(jī)理及特點(diǎn)下表10.1傳光型光纖溫度傳感器：使用電子式敏感器件，光纖僅為信號(hào)的傳輸通道；傳感型光纖溫度傳感器：利用其本身具有的物理參數(shù)隨溫度變化的特性檢測(cè)溫度，光纖本身為敏感元件，其溫度靈敏度較高；但由于光纖對(duì)溫度以外的干擾如振動(dòng)、應(yīng)力等的敏感性，使其工作的穩(wěn)定性和精度受到影響。測(cè)溫機(jī)理傳感器的特點(diǎn)熒光激發(fā)的熒光（強(qiáng)度、時(shí)間）與測(cè)量溫度的相關(guān)性光干涉法布里-珀羅器件，薄膜干涉光吸收砷化鎵等半導(dǎo)體吸收熱致光輻射黑體腔、石英、紅外光纖、光導(dǎo)棒光散射載有溫度信息的光在光纖中形成的拉曼散射、瑞利散射表10.1光纖溫度傳感器的測(cè)溫機(jī)理及特點(diǎn)§光纖溫度傳感器2.半導(dǎo)體光吸收型光纖溫度傳感器光探測(cè)器輸出信號(hào)經(jīng)采樣放大器后，得到兩個(gè)正比于脈沖寬度的直流信號(hào)，再由除法器以參考光信號(hào)(λ2)為標(biāo)準(zhǔn)將與溫度相關(guān)的光信號(hào)(λ1)歸一化。于是，除法器的輸出只與溫度T有關(guān)。采用單片機(jī)進(jìn)行信息處理即可顯示溫度?！旃饫w溫度傳感器3.熱色效應(yīng)溫度傳感器

光源采用鹵素?zé)襞?，光進(jìn)入光纖之前進(jìn)行斬波調(diào)制。探頭外徑為1.5mm，長(zhǎng)為10mm，內(nèi)充鈷鹽溶液，兩根光纖插入探頭，構(gòu)成單端反射形式。從探頭出來(lái)的光纖經(jīng)Y形分路器將光分為兩種，分別經(jīng)655nm和800nm濾波片得到信號(hào)光和參考光，再經(jīng)光電信息處理電路，得到溫度信息。由于系統(tǒng)利用信號(hào)光和參考光的比值作為溫度信息，因而消除了光源波動(dòng)及其他因素的影響，保證了系統(tǒng)測(cè)量的準(zhǔn)確性?！旃饫w溫度傳感器4.熒光型光纖溫度傳感器熒光型光纖溫度傳感器的組成原理框圖

LED發(fā)射波長(zhǎng)為940nm的脈沖光，通過(guò)光纖入射到探頭熒光粉上，由于雙光子過(guò)程熒光粉發(fā)射出波長(zhǎng)為554nm的綠光，經(jīng)光纖分路送至光電探測(cè)器進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換