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溫度是冶金、鋼鐵、焊接、化工等行業(yè)進行質(zhì)量控制和確保順利生產(chǎn)的重要參數(shù)，傳統(tǒng)的測溫方法有熱電偶法和光學(xué)高溫計法，熱電偶法是接觸式測溫，如用鉑銠熱電偶，鎢錸熱電偶等，探頭置于被測環(huán)境中，溫差電壓經(jīng)電路轉(zhuǎn)換后在儀表上直接顯示溫度，高溫?zé)Y(jié)爐多用這種方法，這些溫度傳感器盡管操作方便，性能穩(wěn)定，但是因為接觸式測溫，熱電偶冷熱端距離遠，體積大，而且采用稀有的貴重金屬，造價昂貴，使用壽命短， 光學(xué)高溫計法是接觸式測溫，通過比較輻射源的色溫和燈絲色溫來測定溫度，或者發(fā)射一激光束，通過被測體的反射束來測溫而光纖溫度傳感器較其它測溫儀具有測量精度高，抗電磁干擾，體積小，可自由彎曲等優(yōu)點，可應(yīng)用于易燃易爆，空間狹小，直接瞄準有困難的場合，因而受到了廣泛地重視。
光纖溫度傳感器的原理
光纖溫度傳感器一般分為兩類：一類是利用光導(dǎo)纖維本身具有的某種敏感功能而使光纖起測量溫度的作用，屬于功能型，光纖既感知信息，又傳輸信息；另一類是光導(dǎo)纖維只起到傳輸光的作用，必須在光纖端面加裝其它敏感元件才能構(gòu)成新型傳感器的傳輸型傳感器這兩類的傳感器工作原理和設(shè)計思想非常巧妙，研究工作都較為深入。
光纖溫度傳感器采用一種和光纖折射率相匹配的高分子溫敏材料涂覆在二根熔接在一起的光纖外面，使光能由一根光纖輸入該反射面從另一根光纖輸出，由于這種新型溫敏材料受溫度影響，折射率發(fā)生變化，因此輸出的光功率與溫度呈函數(shù)關(guān)系。其物理本質(zhì)是利用光纖中傳輸?shù)墓獠ǖ奶卣鲄⒘?，如振幅、相位、偏振態(tài)、波長和模式等，對外界環(huán)境因素，如溫度，壓力，輻射等具有敏感特性。它屬于非接觸式測溫。
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理
從室溫到1800℃全程測溫的光纖溫度傳感器的系統(tǒng)主要包括端部摻雜的光纖傳感頭、 Y型石英光纖傳導(dǎo)束、 超高亮發(fā)光二極管（LED）及驅(qū)動電路、 光電探測器、熒光信號處理系統(tǒng)和輻射信號處理系統(tǒng)。
系統(tǒng)的工作原理為: 在低溫區(qū)（400℃以下）, 輻射信號較弱, 系統(tǒng)開啟發(fā)光二極管(LED)使熒光測溫系統(tǒng)工作。 發(fā)光二極管發(fā)射調(diào)制的激勵光, 經(jīng)聚光鏡耦合到Y(jié)型光纖的分支端, 由Y型光纖并通過光纖耦合器耦合到光纖溫度傳感頭。
光纖傳感頭端部受激勵光激發(fā)而發(fā)射熒光, 熒光信號由光纖導(dǎo)出, 并通過光纖耦合器從Y型光纖的另一分支端射出, 由光電探測器接收。
光電探測器輸出的光信號經(jīng)放大后由熒光信號處理系統(tǒng)處理, 計算熒光壽命并由此得到所測溫度值。 而在高溫區(qū)（400℃以上）, 輻射信號足夠強, 輻射測溫系統(tǒng)工作, 發(fā)光二極管關(guān)閉。
輻射信號通過藍寶石光纖并通過Y型光纖輸出, 由探測器轉(zhuǎn)換成電信號, 系統(tǒng)通過檢測輻射信號強度計算得到所測溫度。
光纖傳感頭端部由Cr3+離子摻雜, 實現(xiàn)光激勵時的熒光發(fā)射。 摻雜部分光纖長度為8～10 mm。 端部光纖的外表面同時鍍覆黑體腔, 用于輻射測溫。 (這時,光纖黑體腔長度與直徑之比大于10,可以滿足黑體腔表觀輻射率恒定的要求)。 值得注意的是, 避免或減少熒光發(fā)射部分與熱輻射部分的相互干擾, 對保證整個系統(tǒng)的性能十分重要。
