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光纖測溫探頭:光纖溫度傳感器的系統結構

用于從室溫到1800全溫度測量的光纖溫度傳感器系統主要包括摻有端部, Y型應時光纖傳導束的光纖測溫探頭、超亮發光二極管及驅動電路、光電探測器、熒光信號處理系統和輻射信號處理系統。
光纖溫度傳感器系統的工作原理是:處于低溫區,輻射信號弱,因此系統打開發光二極管使熒光測溫系統工作。發光二極管發射調制激勵光,調制激勵光通過聚光器耦合到Y形光纖的分支端,并通過Y形光纖和光纖耦合器耦合到光纖溫度傳感頭。


光纖測溫探頭的端部被激發光激發發出熒光,熒光信號由光纖引出,通過光纖耦合器從Y型光纖的另一個分支端發出,被光電探測器接收。
熒光信號處理系統對光纖溫度傳感器輸出的光信號進行放大和處理,計算熒光壽命,得到測量的溫度值。在高溫區,輻射信號足夠強,輻射溫度測量系統工作,發光二極管關閉。
光纖測溫探頭的端部摻入Cr3離子,在光激發下實現熒光發射。摻雜光纖的長度為8 ~ 10毫米,端部光纖的外表面同時鍍有黑色空腔,用于輻射測溫。值得注意的是,為了保證整個系統的性能,避免或減少熒光發射部分和熱輻射部分之間的相互干擾是非常重要的。


經過分析,可以發現這種干擾主要是:
1)熒光信號中的輻射背景信號對熒光壽命檢測準確度的影響,
2)光纖表面涂層對光纖溫度傳感器熒光強度的影響,
3)光纖中Cr3離子摻雜對黑腔熱輻射信號的影響。

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