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光纤温度传感器应用 光纤温度传感器的应用领域分析

发布时间:2024-10-06 14:10:13

光纤温度传感器的应用领域分析

近年来,传感器朝着精确、灵敏、适应性强、小巧和智能化的方向发展。在这一过程中,光纤传感器这一新兴产业倍受关注。光纤传感器是伴随着光通信技术的发展而逐步形成的,它是把外界被测量( 温度、压力、位移、电磁场等)转换为光纤传输光波的特征参量( 振幅、相位、波长、偏振态)的传感器。

在光纤传感器领域,温度传感器的研究和应用比较多, 约占总数的20%左右。它具有光纤传感器的固有优势,除了应用于一些传统领域的测温,还能应用在某些特殊领域,例如高温高压、易燃易爆、强电磁干扰和化学腐蚀性强的场所,因此具有很大的市场需求。下面工采网小编和大家一起来具体看看光纤温度传感器在生产实践中的应用。

在科研和生产实践中,精确的温度检测与控制十分重要,而光纤温度传感器是光纤传感器家族中非常重要的一员。光纤温度传感器是一种利用部分物质吸收的光谱随温度变化而变化的原理传感装置。光纤温度传感器自问世以来, 主要应用于电力系统、建筑、化工、航空航天、医疗以至海洋开发等领域,并已取得了大量可靠的应用实绩。

航空航天业是一个使用传感器密集的地方,一架飞行器为了监测压力、温度、振动、燃料液位、起落架状态、机翼和方向舵的位置等, 所需要使用的传感器超过 100 个, 因此传感器的尺寸和重量变得重要。光纤传感器从尺寸小和重量轻的优点来讲, 几乎没有其他传感器可以与之相比。

美国、英国、日本、加拿大和德国等一些发达国家早就开展了桥梁监测的研究, 并在主要大桥上都安装了桥梁监测预警系统, 用来监测桥梁的应变、温度加速度、位移等关键指标。1999 年夏, 美国新墨西哥 Las Cruces 10 号州际高速公路的一座钢结构桥梁上安装了 120 个光纤光栅温度传感器,创造了单座桥梁上使用该类传感器很多的记录。这样利用光纤传感器就能够对建筑内部的温度实现大范围和高精度的测量对建筑实现安全检测和预警。工采网提供的加拿大FISO 光纤温度传感器 - FOT-L-SD一类非常适合在恶劣的环境下测量温度的光纤温度传感器,这种恶劣的环境包括低温、核环境、微波和高强度的RF等。

FOT-L 温度传感器的主要特征都是完全不受EMI和RFI影响,同时,它们的尺寸小、针对危险环境内置安全装置、耐高温、耐腐蚀并且具备较高的精度。

基于光纤技术,传感器在本质上不受EMI和RFI影响. 光线传感器在电子方面不活跃,因此它不会发射也不会受任何类型的EM辐射的影响,无论这种辐射类型是微波、RF或是NMR。

光纤的另一个重要优点是使用它可以生产各种小型元件,同时,这些元件材料的实体物理特性不会被平衡。另一方面, 光纤的尺寸大小已被优化,这种优化的尺寸可以提供尽可能小的光路。得益于这一优点,光纤传感器的尖端顶圆直径可小达0.8mm。

FISO的光纤温度传感器能够提供精确、稳定和可重复的温度测量。这些测量均基于反射光的变化--- 与发射光对比时--- 由传感器内部高度稳定的玻璃的热膨胀引起。

FOT-L-SD的封装材料是PTFE,它的测温范围为−40°C ~ 300°C (−40°F ~572°F)。FOT-L-BA 的设计直径更小,这使得它的响应时间相对更快。它的测温上限为250°C 。

我司生产的所有温度传感器都需要与FISO的对应信号调理器配套使用。光纤铅皮线缆的长度可达若干米,它不会影响传感器测量结果的质量和精度。

光纤温度传感器原理及应用

  光纤温度传感器原理

  光纤温度传感器是一种传感装置,利用部分物质吸收的光谱随温度变化而变化的原理,分析光纤传输的光谱了解实时温度,主要材料有光纤、光谱分析仪、透明晶体等,分为分布式、光纤荧光温度传感器。

  光纤温度传感器,是一类利用在光线在光线中传输时,光的振幅、相位、频率、偏振态等随光纤温度变化而变化的原理制作的传感器。

  光纤温度传感器一般分为两类:一类是光导纤维只起到传输光的作用,必须在光纤端面加装其它敏感元件才能构成新型传感器的传输型传感器;另一类是利用光导纤维本身具有的某种敏感功能而使光纤起测量温度的作用,属于功能型,光纤既感知信息,又传输信息。

  光纤温度传感器应用

  光纤温度传感器自问世以来, 主要应用于电力系统、建筑、化工、航空航天、医疗以至海洋开发等领域,并已取得了大量可靠的应用实绩。前面小编也分享了其在地球物理学和桥梁工程两个领域的应用,下面的内容中,小编再带你看看光纤温度传感器在其他领域中的应用。

  1、光纤温度传感器在电力系统有着重要的应用,电力电缆的表面温度及电缆密集区域的温度监测监控; 高压配电装置内易发热部位的监测; 发电厂、变电站的环境温度检测及火灾报警系统; 各种大、中型发电机、变压器、电动机的温度分布测量、热动保护以及故障诊断; 火力发电厂的加热系统、蒸汽管道、输油管道的温度和故障点检测; 地热电站和户内封闭式变电站的设备温度监测等等。

  2、光纤温度传感特别是光纤光栅温度传感器很容易埋入材料中对其内部的温度进行高分辨率和大范围地测量, 因而被广泛的应用于建筑、桥梁上。美国、英国、日本、加拿大和德国等一些发达国家早就开展了桥梁安全监测的研究, 并在主要大桥上都安装了桥梁安全监测预警系统, 用来监测桥梁的应变、温度加速度、位移等关键安全指标。1999 年夏, 美国新墨西哥 Las Cruces 10 号州际高速公路的一座钢结构桥梁上安装了 120 个光纤光栅温度传感器,创造了单座桥梁上使用该类传感器最多的记录。

  3、航空航天业是一个使用传感器密集的地方,一架飞行器为了监测压力、温度、振动、燃料液位、起落架状态、机翼和方向舵的位置等, 所需要使用的传感器超过 100 个, 因此传感器的尺寸和重量变得非常重要。光纤传感器从尺寸小和重量轻的优点来讲, 几乎没有其他传感器可以与之相比。

  4、传感器的小尺寸在医学应用中是非常有意义的, 光纤光栅传感器是现今能够做到最小的传感器。光纤光栅传感器能够通过最小限度的侵害方式对人体组织功能进行内部测量, 提供有关温度、压力和声波场的精确局部信息。光纤光栅传感器对人体组织的技术相当丰富。对于光纤温度传感器的研究占到将近所有光纤传感器研究的 20%。

  光纤温度传感器的研究, 除对现有器件进行外场验证、完善和提高外, 目前有以下几个发展动向: 大力发展测量温度分布的测量技术, 即由对单个点的温度测量到对光纤沿线上温度分布, 以及大面积表面温度分布的测量; 开发包括测量温度在内的多功能的传感器; 研制大型传感器阵列, 实现全光学遥测。

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