料有光纤、光谱分析仪、透明晶体等,分为分布式、光纤荧光温度传感器。
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。
光纤温度传感器可以分为荧光光纤温度传感器和分布式光纤测温系统。
华光天锐荧光光纤测温系统简介
SR-G光纤温度传感器在高电压、强电磁干扰等特殊环境下测温有着独特的技术优势。其中变送器使用的荧光式光纤温度传感器的温度热点与测量信号接收部分没有使用电气连接,能长期高精度和高稳定度工作,这大大提高了其应用范围。与此同时,光纤测温变送器有效地解除高压断路器或电缆头处于过高温环境下使用而缩短寿命,甚至烧毁断路器或电缆,不利于开关柜的安全运行等隐患。变送器的精度及灵敏度高且耐高压防腐蚀、可远程监测、寿命长,体积小、使得仪表维护简易方便,运输安全。其内部模块化集成设计,美观合理。
荧光光纤温度传感器介绍
SR-C光纤探头由ST接头、光纤光缆、末端感温端三部分组成。ST接头是与光电模块的连接部分;光纤光缆为传光部分,内部为石英光纤,石英光纤外部有涂覆层和包层,最外部为特氟龙保护套;末端感温端含有感温稀土材料,用于产生含有温度信息的光信号;光纤整体耐200℃高温,外表直径为3mm。长期弯曲半径13.2cm。短期弯曲半径4.4cm。光纤引出线对地距离为0.4m的情况下,耐受工频电压100KV,持续时间5min
光纤温度传感器的结构原理有很多种。其基本系统结构如图。
光纤温度传感器,是一类利用在光线在光线中传输时,光的振幅、相位、频率、偏振态等随光纤温度变化而变化的原理制作的传感器。
光纤温度传感器一般分为两类: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;另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。
传输型传感器:
根据几何光学理论(参照上图),当光线以某—较小的入射角,由折射率为n1的光密物质射向折射率为n2的光疏物质,则一部分入射光以折射角折射入光疏物质,其余部分以角度反射回光密物质。 当光线的入射角θ1增大到某一角度θc时,透射入光疏物质的折射光则沿界面传播,当入射角θ1θc 时,光线不会透过其界面,而全部反射到光密物质内部,也就是说光被全反射。根据这个原理(参照下图),只要使光线射入光纤端面的光与光轴的夹角θ0小于一定值,则入射到光纤纤芯和包层界面的φ1角就满足大于临界角的条件,光线就射不出光纤的纤芯。光线在纤芯和包层的界面上不断地产生全反射而向前传播,光就能从光纤的一端以光速传播到另一端,这就是光纤传光的基本原理。
从光纤的传输原理可知,在特定条件下,光在光纤中不是沿着纤芯传递的,而是反复折射传递的。
这时纤芯、包层的密度,射入纤芯的外来光线都可以影响光在纤芯中传输的振幅、相位、频率、偏振态。而功能型的光纤传感器就是利用温度和这种影响的关系,做出的传感器。
例如:干涉式光纤温度传感器:(如下图 )来自激光器的光束被波导分成两路,分别经过 L1 和 L2 两条光纤后,在输出端重新合成。当温度变化时,两束光由于相位不同而发生干涉,干涉产生的光强按正弦规律周期性变化并与长度差 L2-L2 成正比 通过干涉式温度传感器光强的检测,可达到检测温度的目的。
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