光纖測(cè)溫

光纖測(cè)溫是隨著光纖和光纖通信技術(shù)的發(fā)展而出現(xiàn)的一種新型傳感技術(shù)它是20世紀(jì)70年代中期以來(lái)世界上發(fā)展最快的高科技應(yīng)用技術(shù)它是對(duì)傳統(tǒng)測(cè)溫方法的補(bǔ)充和改進(jìn)，不受電磁干擾，耐腐蝕，被動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、電絕緣、抗爆性好，靈敏度高，傳輸距離遠(yuǎn)，可用于強(qiáng)電磁場(chǎng)下的溫度測(cè)量高壓電氣設(shè)備易燃易爆物品的生產(chǎn)工藝和設(shè)備高溫介質(zhì)的溫度測(cè)量橋梁安全檢測(cè)鋼水澆鑄檢測(cè)等。

光纖測(cè)溫技術(shù)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)新技術(shù)，并逐漸顯露出一些優(yōu)良的特性。然而，和其他新技術(shù)一樣，光纖測(cè)溫技術(shù)也不是萬(wàn)能的它不是用來(lái)取代傳統(tǒng)的方法，而是對(duì)傳統(tǒng)測(cè)溫方法的補(bǔ)充和完善。充分發(fā)揮其特長(zhǎng)，可以創(chuàng)造新的測(cè)溫方案和技術(shù)應(yīng)用場(chǎng)合，如下：

強(qiáng)電磁場(chǎng)下的溫度測(cè)量。人們關(guān)注的高頻和微波加熱方式，正逐漸擴(kuò)展到以下領(lǐng)域：金屬的高頻熔煉、焊接與淬火、橡膠的硫化、木材和織物的干燥及制藥、化工，甚至家常菜等。光纖測(cè)溫技術(shù)在這些領(lǐng)域有著絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樗鼪](méi)有導(dǎo)電部件引起的額外溫升，不受電磁場(chǎng)的干擾。

高壓電器的溫度測(cè)量。最典型的應(yīng)用是高壓變壓器繞組熱點(diǎn)的溫度測(cè)量。從20世紀(jì)70年代中期開(kāi)始，英國(guó)電力研究中心致力于這一課題，最初是故障診斷和預(yù)測(cè)，后來(lái)是計(jì)算機(jī)電源管理的應(yīng)用，轉(zhuǎn)向安全過(guò)載運(yùn)行，使系統(tǒng)處于最佳配電狀態(tài)。另一類應(yīng)用是各種高壓設(shè)備，如發(fā)電機(jī)、高壓開(kāi)關(guān)、過(guò)載保護(hù)裝置，甚至架空電力線和地下電纜。

易燃易爆物品生產(chǎn)過(guò)程及設(shè)備溫度測(cè)量。光纖傳感器本質(zhì)上是一種防火防爆裝置，沒(méi)有防爆措施是非常安全可靠的。與電傳感器相比，不僅降低了成本，而且提高了靈敏度。例如大型化工廠的反應(yīng)罐工作在高溫高壓下，對(duì)反應(yīng)罐表面溫度特性的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)可以保證其正確運(yùn)行光纖沿反應(yīng)池表面鋪設(shè)成感溫網(wǎng)格，可以監(jiān)測(cè)任何熱點(diǎn)，可以有效防止事故發(fā)生。

高溫介質(zhì)的溫度測(cè)量。在冶金工業(yè)中，當(dāng)溫度高于1300℃或1700℃時(shí)，或溫度不高但使用條件惡劣時(shí)，測(cè)溫仍存在許多問(wèn)題。充分發(fā)揮光纖測(cè)溫技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，部分問(wèn)題有望得到解決。例如，鋼液、鐵水及相關(guān)設(shè)備的連續(xù)測(cè)溫，高爐爐體的溫度分布等，國(guó)內(nèi)外都在進(jìn)行。

橋梁安全檢測(cè)。在國(guó)內(nèi)橋梁安全檢測(cè)項(xiàng)目中，采用光纖光柵傳感器檢測(cè)橋梁在各種工況下的應(yīng)力應(yīng)變和溫度變化。在選定的橋梁端面設(shè)置8個(gè)光纖光柵應(yīng)變傳感器和4個(gè)光纖光柵溫度傳感器，其中8個(gè)光纖光柵應(yīng)變傳感器串聯(lián)成一路，4個(gè)溫度傳感器串聯(lián)成一路，然后通過(guò)光纖傳輸?shù)綐蛄汗芾硖帲瑢?shí)現(xiàn)橋梁的集中管理。從測(cè)試結(jié)果來(lái)看，光纖光柵傳感器獲得的測(cè)試數(shù)據(jù)與預(yù)期結(jié)果一致。

鋼液澆鑄檢測(cè)。為了防止鋼水在連鑄機(jī)的鑄造過(guò)程中被氧化、為了提高質(zhì)量，希望鋼水在與空氣完全隔絕的狀態(tài)下從鋼包流到中間包。但實(shí)際上，澆包結(jié)束時(shí)，是操作人員目測(cè)判斷渣是否流出，所以在澆包結(jié)束前510分鐘之間，封閉狀態(tài)已經(jīng)被打破。為了防止鑄坯質(zhì)量惡化和漏渣誤判，研制了一種光纖漏渣檢測(cè)裝置。

1、不受電磁干擾，耐腐蝕

2、無(wú)源實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、電絕緣、防爆性好

3、體積小，重量輕，靈活

4、靈敏度高，使用壽命長(zhǎng)

5、傳輸距離長(zhǎng)，維護(hù)方便

通常根據(jù)光纖傳感器的特性有幾種原因：

1、電磁/在射頻環(huán)境下，傳統(tǒng)的測(cè)溫方法受到嚴(yán)重干擾，無(wú)法正常工作;

2、對(duì)精度、敏感性，或壽命、穩(wěn)定/可靠性等等都有特別高的要求;

3、安裝環(huán)境狹窄，對(duì)傳感器尺寸有特殊要求;

4、易燃易爆、腐蝕性環(huán)境，安全/耐腐蝕性有特殊要求。

5、雷擊戶外和其他惡劣環(huán)境。

6、在試驗(yàn)場(chǎng)地能源供應(yīng)不方便的地方

光纖溫度傳感器的分類

1、相位調(diào)制型光纖溫度傳感器，如馬赫-Zedel mz干涉儀fp法布里珀羅干涉儀光纖光柵溫度傳感器也有振幅調(diào)制型，如微彎損耗調(diào)制偏振調(diào)制型：雙元液晶測(cè)溫

2、熱輻射型光纖溫度傳感器利用光纖中產(chǎn)生的熱輻射來(lái)感知溫度，其原理是基于光纖芯本身的熱點(diǎn)產(chǎn)生的黑體輻射現(xiàn)象。例如藍(lán)寶石光纖溫度傳感器

3、透光式光纖溫度傳感器利用光纖作為傳感器傳輸測(cè)量信號(hào)。傳感元件不是光纖。例如半導(dǎo)體光吸收傳感器熒光光纖溫度傳感器熱變色光纖溫度傳感器，

光纖非線性測(cè)溫：拉曼效應(yīng)布里淵效應(yīng)

目前，商業(yè)應(yīng)用有：Rotdr測(cè)溫光纖光柵測(cè)溫fp光纖測(cè)溫?zé)晒夤饫w測(cè)溫黑體輻射光纖測(cè)溫以及各種透光光纖測(cè)溫。