Conoscenza professionale

Sviluppo e applicazione di sensori di temperatura a fibra ottica

2021-04-09
Tutto in natura è strettamente correlato alla temperatura. Da quando Galileo ha inventato il termometro, le persone hanno iniziato a usare la temperatura per misurare.
I sensori di temperatura sono i primi sensori sviluppati e più ampiamente utilizzati. Ma il sensore che trasforma davvero la temperatura in un segnale elettrico è stato inventato dal fisico tedesco Saibei, il successivo sensore a termocoppia. Dopo 50 anni, Siemens in Germania ha inventato la termoresistenza al platino. Con il supporto della tecnologia dei semiconduttori, questo secolo ha sviluppato una varietà di sensori di temperatura tra cui sensori a termocoppia a semiconduttore. Di conseguenza, sulla base della legge di interazione tra onde e materia, sono stati sviluppati sensori di temperatura acustica, sensori a infrarossi e sensori a microonde.
Dall'avvento della fibra ottica negli anni '70, con lo sviluppo della tecnologia laser, la fibra ottica ha dimostrato di avere una serie di vantaggi in teoria e in pratica. Anche l'applicazione della fibra ottica nel campo della tecnologia di rilevamento ha ricevuto una crescente attenzione. Con lo sviluppo della scienza e della tecnologia, sono emersi molti sensori di temperatura a fibra ottica e si prevede che nell'ondata della nuova rivoluzione tecnologica, i sensori di temperatura a fibra ottica saranno ampiamente utilizzati e giocheranno più ruoli.
Il principio di funzionamento di base del sensore di temperatura a fibra ottica è che la luce dalla sorgente luminosa viene inviata al modulatore attraverso la fibra ottica e la temperatura del parametro da misurare interagisce con la luce che entra nella zona di modulazione per causare proprietà ottiche di la luce (come l'intensità e la lunghezza d'onda della luce). Cambiamento di frequenza, fase, ecc., Chiamato luce di segnale modulata. Dopo essere stati inviati al fotorilevatore attraverso la fibra ottica, dopo la demodulazione, si ottengono i parametri misurati.
Esistono molti tipi di sensori di temperatura in fibra ottica, che possono essere suddivisi in tipi funzionali e di trasmissione in base ai loro principi di funzionamento. Il sensore di temperatura a fibra ottica funzionale misura la temperatura utilizzando varie caratteristiche (fase, polarizzazione, intensità, ecc.) Della fibra ottica in funzione della temperatura. Sebbene questi sensori abbiano le caratteristiche di trasmissione e rilevamento, aumentano anche la sensibilità e la desensibilizzazione.
La fibra del sensore di temperatura in fibra del tipo a trasmissione serve solo come trasmissione del segnale ottico per evitare l'ambiente complicato dell'area di misurazione della temperatura. La funzione di modulazione dell'oggetto da misurare è realizzata da componenti sensibili di altre proprietà fisiche. Tali sensori, a causa della presenza di fibre ottiche, hanno problemi di accoppiamento ottico con la testa di rilevamento, aumentano la complessità del sistema e sono sensibili alle interferenze come le vibrazioni meccaniche.
È stata sviluppata una varietà di sensori di temperatura in fibra ottica.
Quella che segue è una breve introduzione allo stato della ricerca di diversi importanti sensori di temperatura a fibra ottica. Tra questi ci sono sensori di temperatura di interferenza in fibra ottica, sensori di temperatura in fibra di assorbimento a semiconduttore e sensori di temperatura con reticolo in fibra.
Fin dal suo inizio, i sensori di temperatura a fibra ottica sono stati utilizzati nei sistemi di alimentazione, nell'edilizia, nello sviluppo chimico, aerospaziale, medico e marino e hanno ottenuto un gran numero di risultati applicativi affidabili. La sua applicazione è un campo in ascesa e con prospettive di sviluppo molto ampie. Finora, ci sono state molte ricerche correlate in patria e all'estero, sebbene ci siano stati grandi sviluppi in termini di sensibilità, intervallo di misurazione e risoluzione, ma credo che con l'approfondimento della ricerca, in base allo scopo specifico dell'applicazione, ce ne saranno sempre di più e precisione più elevata, struttura più semplice, costi inferiori, soluzioni più pratiche e promuovere ulteriormente lo sviluppo di sensori di temperatura.
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