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光纤温度传感器的原理

温度是冶金、钢铁、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,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。

光纤温度传感器一般分为两类:一类是利用光导纤维本身具有的某种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,在光纤端面加装其它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,辐射等具有特性。它属于非接触式测温。



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