光纖溫度傳感器分類
分布式光纖溫度傳感器
分布式光纖溫度傳感器,通常用在檢測(cè)空間溫度分布的系統(tǒng),其原理最早于1981年提出,后隨著科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)研究,最終研制出了此項(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。在瑞利散射(OTDR)和布里淵散射(OTDR)的研究已取得了很大的進(jìn)展,因此未來(lái)的傳感器研究熱點(diǎn),將放在對(duì)基于喇曼散射(OTDR)的新分布式光纖傳感器的研究上。
最近,土耳其Gunes Yilmaz開(kāi)發(fā)出了一種分布式光纖溫度傳感器,此傳感器的溫度分辨率是1℃,空間分辨率是1。23m。在我國(guó)也有很多大學(xué)展開(kāi)了對(duì)分布式光纖溫度傳感器的研究,例如,中國(guó)計(jì)量大學(xué)1997年發(fā)明出煤礦溫度檢測(cè)的傳感器系統(tǒng),其檢測(cè)溫度為-49℃~150℃,溫度分辨率為0。1℃。
光纖熒光溫度傳感器
當(dāng)前最熱門的研究,就是針對(duì)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(lái)檢測(cè)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(guò)檢測(cè)熒光強(qiáng)度來(lái)測(cè)試溫度。
世界各國(guó)的高校都設(shè)計(jì)過(guò)此類傳感器,例如,韓國(guó)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(duì)應(yīng)的溫度指數(shù)是20℃~290℃;我國(guó)清華大學(xué)借用半導(dǎo)體GaAs原料來(lái)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。
光纖溫度傳感器發(fā)展前景
光纖溫度傳感器的種類很多,除了以上所介紹的熒光和分布式光纖溫度傳感器外,還有光纖光柵溫度傳感器、干涉型光纖溫度傳感器以及基于彎曲損耗的光纖溫度傳感器等等,由于其種類很多,應(yīng)用發(fā)展也很廣泛,例如,應(yīng)用于電力系統(tǒng)、建筑業(yè)、航空航天業(yè)以及海洋開(kāi)發(fā)領(lǐng)域等等。
在電力系統(tǒng)行業(yè)的發(fā)展
光纖溫度傳感器在電力系統(tǒng)的應(yīng)用中得到發(fā)展,由于電力電纜溫度、高壓配電設(shè)備內(nèi)部溫度、發(fā)電廠環(huán)境的溫度等,都需要使用光纖傳感器進(jìn)行測(cè)量,因此就促進(jìn)了光纖傳感器的不斷完善和發(fā)展。尤其是分布式光纖溫度傳感器得到了改善,經(jīng)過(guò)在電力系統(tǒng)行業(yè)的應(yīng)用,從而使其接收信號(hào)和處理檢測(cè)系統(tǒng)的能力都得到了提升。
在建筑業(yè)的發(fā)展
光纖光柵溫度傳感器由于其較高的分辨率和測(cè)量范圍廣泛等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于建筑業(yè)溫度測(cè)量工作中。西方很多發(fā)達(dá)國(guó)家都已普遍采用此系統(tǒng),進(jìn)行建筑物的溫度、位移等安全指標(biāo)的測(cè)試工作,例如,美國(guó)墨西哥使用光柵溫度傳感器,對(duì)高速公路上橋梁的溫度進(jìn)行檢測(cè)。通過(guò)廣泛使用,光柵溫度傳感器所存在的問(wèn)題,如:交叉敏感的消除、光纖光柵的封裝等都得到了解決,因而此系統(tǒng)得到了完善。
航空航天業(yè)中的應(yīng)用發(fā)展
航空航天業(yè)使用傳感器的頻率較高,包括對(duì)飛行器的壓力、溫度、燃料等各方面的檢測(cè),都需要使用光纖溫度傳感器進(jìn)行檢測(cè),并且所使用到的傳感器數(shù)量多達(dá)百個(gè),所以對(duì)傳感器的大小和重量要求很嚴(yán)格。因此,基于航空航天業(yè)對(duì)傳感器的要求,光纖溫度傳感器的體積、重量規(guī)格方面都經(jīng)過(guò)了調(diào)整。