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光纤温度传感器及其应用

时间:2023-06-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:相干型包括辐射式温度计、半导体吸收式温度计、荧光温度计等,非相干型包括偏振干涉、相位干涉以及分布式温度传感器等。以辐射式温度计为例,它属于被动式温度测量,其测量原理是黑体辐射定律。图9.17所示是黑体光谱辐射能量与波长λ和温度T的关系。图9.18单波长测温系统的组成辐射式温度计的主要优点是非接触测量,可用于瞬时温度测量,响应快,能测量高温。光纤温度传感器在冶金、涡轮发动机、电站、油库等方面得到广泛应用。

光纤温度传感器及其应用

光纤温度传感器按照调制原理有相干型和非相干型两类。相干型包括辐射式温度计、半导体吸收式温度计、荧光温度计等,非相干型包括偏振干涉、相位干涉以及分布式温度传感器等。

以辐射式温度计为例,它属于被动式温度测量(即不需要光源),其测量原理是黑体辐射定律。对于理想黑体,辐射源发出的光辐射能量可用普朗克公式表示

式中,M(λ,T)是黑体辐射发射的光谱辐射亮度;C1和C2分别是第一和第二辐射常数;λ是光谱辐射波长;T是黑体辐射温度。

图9.17所示是黑体光谱辐射能量与波长λ和温度T的关系。当温度为500 K时,开始出现暗红色的辐射,随着温度的增加,亮度也在加强。利用光电检测器测量亮度即光强的变化,便能检测温度,这就是单波长的测量原理。

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图9.17 黑体光谱辐射能量与波长λ和温度T的关系

单波长测温的系统组成如图9.18所示。被测辐射能量由探头中的物镜会聚,经滤色镜限制工作光谱范围,将光经过光缆送到探测器,由探测器把光强度信号变换成电信号,经线性化、V/I转换、A/D转换,由数字仪表读出温度。

图9.18 单波长测温系统的组成

辐射式温度计的主要优点是非接触测量,可用于瞬时温度测量,响应快,能测量高温。

光纤温度传感器在冶金涡轮发动机、电站、油库等方面得到广泛应用。

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