光纖傳感器測溫

光纖傳感器技術(shù)在即將到來的2020年應(yīng)用廣泛，有光纖溫度傳感器、光纖壓力傳感器、光纖振動(dòng)傳感器、光纖位移傳感器，都是利用了光纖傳感器原理來完成不同的光纖傳感監(jiān)測系統(tǒng)。華光天銳自主研發(fā)的熒光光纖溫度傳感器可以用在高壓開關(guān)柜測溫、電纜接頭測溫、變壓器測溫等。

溫度傳感器是指能感受溫度并轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的傳感器，這種傳感器是借助某種物質(zhì)的某種特性（如體積、電阻、熱輻射等）隨溫度變化的一定規(guī)律來進(jìn)行溫度測量的。根據(jù)溫度測量的原理，可將溫度傳感器分為膨脹式（如水銀溫度計(jì)）、壓力式（例如蒸汽壓力溫度計(jì)）、電阻式（如鉑電阻）、熱電動(dòng)勢類（熱電偶）、熱輻射式（如輻射高溫計(jì)）等類別。根據(jù)使用方式，可將溫度傳感器分為接觸式和非接觸式兩類。

光纖是光導(dǎo)纖維的簡稱，它是利用了折射率高的介質(zhì)材料拉制而成的極細(xì)的毛細(xì)纖維，例如石英、玻璃、塑料等，在近紅外光至可見光范圍內(nèi)傳輸損耗極小，是一種理想的傳輸線路。光纖的實(shí)用結(jié)構(gòu)一般由纖芯和包層組成，中心部分是最大折射率 n1的纖芯，其直徑從幾μm 至幾百μm，材料主體為二氧化硅。為了提高光纖芯的折射率，人們一般在中光纖摻入極微量的其他材料（如GeO2、P2O5 等）。圍繞纖芯的是有較小折射率 n2的玻璃包層。根據(jù)需要，包層可以是折射率稍有差異的多層，其總直徑約 100~200μm。為了增加抗機(jī)械張力，防止腐蝕，在包層外加覆一層塑膠尼龍被覆層。由許多單根光纖組成的光纖束稱為光纜。

熒光效應(yīng)是指某些材料由于受到某種特定形式的電磁輻射的激發(fā)而產(chǎn)生的超出熱輻射以外的發(fā)光現(xiàn)象。這種光被稱為熒光，產(chǎn)生熒光的材料被稱為熒光材料，而用于產(chǎn)生相關(guān)電磁輻射、從而激發(fā)熒光的電磁輻射源被稱為激發(fā)光源。激發(fā)光的波長范圍分布被稱為該熒光材料的吸收光譜，而被激發(fā)熒光的波長范圍分布則被稱為該熒光材料的發(fā)射光譜。
熒光的強(qiáng)度與激發(fā)光源的強(qiáng)度和熒光材料的溫度相關(guān)，如果激發(fā)光源和熒光材料固定不變，則熒光強(qiáng)度只是溫度的單值函數(shù)，在大多數(shù)情況下，熒光強(qiáng)度隨著熒光材料溫度的升高而降低。
當(dāng)激發(fā)光消失后，被激發(fā)的熒光并不是隨之立即消失，而是以一定的函數(shù)關(guān)系逐漸衰減。通常將熒光強(qiáng)度衰減到穩(wěn)態(tài)激發(fā)時(shí)強(qiáng)度的 1/e 所需的時(shí)間稱為熒光壽命。熒光壽命也與熒光材料的溫度相關(guān)。通過檢測熒光壽命繼而得到相關(guān)的溫度值。

熒光的產(chǎn)生機(jī)理
光致發(fā)光是一種超過熱輻射的光發(fā)射現(xiàn)象，例如紅外光的光譜區(qū)域的某種電磁輻射激發(fā)的材料可以產(chǎn)生光致發(fā)光現(xiàn)象。光致發(fā)光是一種是從附帶光子獲得能量進(jìn)而釋放的一種光發(fā)射現(xiàn)象。它可以是熒光也可以是磷光，或者兩者兼而有之，它們的區(qū)別不是很明顯。