熒光式光纖溫度傳感器的原理和優(yōu)點

熒光式光纖溫度傳感器的發(fā)展

光纖傳感器是現(xiàn)在比較流行的傳感器的一個重要儀器，光纖傳感技術(shù)的發(fā)展對現(xiàn)在不同行業(yè)的發(fā)展有著至關(guān)重要的作用。光纖測溫技術(shù)是光纖傳感技術(shù)中最有發(fā)展前景的技術(shù)方向，因為光纖溫度傳感器有很多其他溫度傳感器沒有的獨特的優(yōu)點，可以在電力電壓行業(yè)中廣泛的應(yīng)用，比如高直流電場環(huán)境、高頻場的場景、微波場的溫度監(jiān)測等環(huán)境中應(yīng)用。

為什么要使用熒光式光纖溫度傳感器

光纖溫度傳感器的分類

光纖溫度傳感器的類型可以分為光纖光柵溫度傳感器、分布式溫度傳感器、雙波長光纖測溫傳感器和熒光光纖溫度傳感器。

光纖溫度傳感器不同的廠家技術(shù)給予安裝的質(zhì)量水平會影響到到被檢測物體溫度測量的準(zhǔn)確性。所以在光纖布線時要特別注意光纖的走線和路徑，熒光光纖安裝的時候盡量避免光纖被外力損傷和設(shè)備操作時的用力拉損傷或光纖折斷。

光纖光柵溫度傳感器和分布式溫度傳感器的安裝缺點

光纖光柵溫度傳感器和分布式光纖在纏繞鋪設(shè)時比較容易產(chǎn)生光纖的損耗，會影響到光纖測量精度，光纖測溫的溫度有可能有偏差。

雙波長光纖溫度傳感器的測溫精度受光纖測溫儀器的工作波長、工作波長的帶寬、被測溫度、環(huán)境的輻射與反射、待測面的光譜發(fā)射率和表面狀態(tài)組分、氧化度等、探測器系統(tǒng)本身的輻射以及環(huán)境溫度等多種因素的影響。

熒光光纖溫度傳感器的優(yōu)點

具有具有測溫范圍廣、在中低溫范圍有很高的測量精度以及能實現(xiàn)溫度的精確單點測量等優(yōu)點。

光纖式熒光溫度傳感器的測溫原理

光致發(fā)光現(xiàn)象是熒光測溫法的工作機(jī)理所在。光致發(fā)光是指是當(dāng)某些材料受到某種形式的電磁輻射（如紅外的、可見的、紫外的光譜區(qū)域）激發(fā)，會產(chǎn)生超出熱輻射以外的發(fā)光現(xiàn)象。當(dāng)激勵停止之后，通常發(fā)光現(xiàn)象將繼續(xù)維持一段時間，根據(jù)持續(xù)時間長短的不同，分為熒光和磷光。
熒光是指維持時間等于電子在能級和能級之間的躍遷時間，一般小于等于，磷光是指所維持的時間能延續(xù)至的發(fā)光。我們一般將各種光致發(fā)光現(xiàn)象統(tǒng)稱為熒光，并將對應(yīng)的發(fā)光材料稱為熒光材料。
由普朗克定律可知，當(dāng)物質(zhì)受到某種形式的能量的激發(fā)會產(chǎn)生電子躍遷，躍遷過程在能級與能級之間進(jìn)行，波長為λ的光波會在這一過發(fā)射式中發(fā)出光。
在激勵光消失之后，激發(fā)態(tài)的壽命決定了熒光發(fā)光的持續(xù)時間。熒光衰落時間或熒光壽命可作為激發(fā)態(tài)壽命的量度，熒光衰落時間或熒光壽命是指按指數(shù)衰減的熒光的衰減時間常數(shù)。在所有的熒光材料發(fā)射過程中，由于任何有效合理的競爭（如輻射和非輻射競爭的存在）的遲豫過程都可以縮短激發(fā)態(tài)的壽命，所以，在一定的溫度范圍內(nèi)，所有的發(fā)光材料的熒光強(qiáng)度和熒光壽命都會有一定的溫度相關(guān)性。熒光測溫中的高精度熒光光纖溫度傳感器的工作機(jī)理，正是基于這種溫度相關(guān)性。