光纖溫度傳感器是一種傳感裝置，利用部分物質(zhì)吸收的光譜隨溫度變化而變化的原理，分析光纖傳輸?shù)墓庾V了解實(shí)時(shí)溫度，主要材料有光纖、光譜分析儀、透明晶體等，分為分布式、光纖熒光溫度傳感器。
分布式光纖:
通常用在檢測空間溫度分布的系統(tǒng)，其原理早于1981年提出，后隨著科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)研究，研制出了此項(xiàng)技術(shù)。這種傳感器原理發(fā)展是基于三種傳感器的研究，分別是瑞利散射、布里淵散射、喇曼散射。在對瑞利散射(OTDR)和布里淵散射(OTDR)的研究已經(jīng)獲得了非常大的成績，因此未來的傳感器研究熱點(diǎn)，將放在對基于喇曼散射(OTDR)的新分布式光纖傳感器的研究上。
光纖熒光:
當(dāng)前熱門的研究，就是針對光纖熒光溫度傳感器，其是利用熒光的材料會(huì)發(fā)光的特性，來檢測發(fā)光區(qū)域的溫度。這種熒光的材料通常在受到紫外線或紅外線的刺激時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)發(fā)光的情況，發(fā)射出的光參數(shù)和溫度是有著必然聯(lián)系的，因此可以通過檢測熒光強(qiáng)度來測試溫度。
光纖溫度傳感器采用一種和光纖折射率相匹配的高分子溫敏材料涂覆在二根熔接在一起的光纖外面，使光能由一根光纖輸入該反射面從另一根光纖輸出，由于這種新型溫敏材料受溫度影響，折射率發(fā)生變化，因此輸出的光功率與溫度呈函數(shù)關(guān)系。其物理本質(zhì)是利用光纖中傳輸?shù)墓獠ǖ奶卣鲄⒘?，如振幅、相位、偏振態(tài)、波長和模式等，對外界環(huán)境因素，如溫度，壓力，輻射等具有敏感特性。它屬于非接觸式測溫。
光纖溫度傳感器工作原理為: 在低溫區(qū)（400℃以下）, 輻射信號較弱, 系統(tǒng)開啟發(fā)光二極管(LED)使熒光測溫系統(tǒng)工作。 發(fā)光二極管發(fā)射調(diào)制的激勵(lì)光, 經(jīng)聚光鏡耦合到Y(jié)型光纖的分支端, 由Y型光纖并通過光纖耦合器耦合到光纖溫度傳感頭。 光纖傳感頭端部受激勵(lì)光激發(fā)而發(fā)射熒光, 熒光信號由光纖導(dǎo)出, 并通過光纖耦合器從Y型光纖的另一分支端射出, 由光電探測器接收。 光電探測器輸出的光信號經(jīng)放大后由熒光信號處理系統(tǒng)處理, 計(jì)算熒光壽命并由此得到所測溫度值。 而在高溫區(qū)（400℃以上）, 輻射信號足夠強(qiáng), 輻射測溫系統(tǒng)工作, 發(fā)光二極管關(guān)閉。 輻射信號通過藍(lán)寶石光纖并通過Y型光纖輸出, 由探測器轉(zhuǎn)換成電信號, 系統(tǒng)通過檢測輻射信號強(qiáng)度計(jì)算得到所測溫度。
著名傳感器線上商城工采網(wǎng)從加拿大進(jìn)口了三款質(zhì)量與性能齊飛的光纖溫度傳感器，應(yīng)用于不同的領(lǐng)域，分別是非常適合在極端環(huán)境下測量溫度的光纖溫度傳感器 - FOT-L-BA型號和光纖溫度傳感器FOT-L-SD型號，以及特別為一些電子爆炸環(huán)境當(dāng)中溫度的測量而開發(fā)的光纖溫度傳感器 - FOT-HERO。
光纖傳感頭端部由Cr3+離子摻雜, 實(shí)現(xiàn)光激勵(lì)時(shí)的熒光發(fā)射。 摻雜部分光纖長度為8～10 mm。 端部光纖的外表面同時(shí)鍍覆黑體腔, 用于輻射測溫。 (這時(shí),光纖黑體腔長度與直徑之比大于10,可以滿足黑體腔表觀輻射率恒定的要求)。 值得注意的是, 避免或減少熒光發(fā)射部分與熱輻射部分的相互干擾, 對保證整個(gè)系統(tǒng)的性能十分重要。
經(jīng)過分析, 可以發(fā)現(xiàn)這種干擾主要表現(xiàn)為:
1) 熒光信號中輻射背景信號對熒光壽命檢測精度的影響,
2) 光纖表面鍍覆對熒光強(qiáng)度的影響,
3) 光纖內(nèi)Cr3+離子摻雜對黑體腔熱輻射信號的影響。
世界各國的高校都設(shè)計(jì)過此類傳感器，例如，韓國漢城大學(xué)發(fā)現(xiàn)10cm的雙摻雜光纖，在其915nm的地方所反射出的熒光強(qiáng)度所對應(yīng)的溫度指數(shù)是20℃~290℃;我國清華大學(xué)借用半導(dǎo)體GaAs原料來吸收光，進(jìn)而以光隨溫度改變的原理，研發(fā)出了溫度范圍是0℃~160℃的光纖熒光溫度傳感器。
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