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安全弯从室温到1800℃全程测温的蓝宝石单晶光纤温度传感器

更新时间:2020-09-14 文章来源网络:本站发表的内容,不保证内容完整性,均为原作者的观点,版权归原作者所有如有侵权请立即与我们联系, 我们将及时处理! 点击次数:598

  【摘要】外述了从室温到1800℃测温边界的全程测温的蓝宝石单晶光纤温度传感器。该光纤传感器归纳了光纤辐射测温身手和光纤荧光测温身手的特质, 欺骗迥殊成长的端部Cr3+ 离子掺杂的蓝宝石单晶光纤,安全弯从室温到1800℃全程 使两者有机地连合, 杀青用简单光纤传感头到达大边界的温度衡量。先容了端部掺杂的蓝宝石单晶光纤的成长要领, 阐明了它的荧光温度特色、光纤传感头上荧光信号与热辐射信号的互相作梗以及光纤温度传感器的体系机闭和做事道理, 给出了实行结果

  3邦度自然科学基金(69407004 和 59702007)、邦度 863 规划(070)资助项目。 收稿日期: 199810223; 收到窜改稿日期: 199812209 第 20 卷第 1 期 2000 年 1 月 光 学 学 报 ACTA O PT ICA SIN ICA Vol. 20, No. 1 January, 2000 从室温到 1800℃全程测温的蓝宝石单晶 光纤温度传感器3沈永行 (浙江大学物理系, 杭州 310027) 摘要外述了从室温到 1800℃测温边界的全程测温的蓝宝石单晶光纤温度传感器。该光纤传感器归纳了光纤辐射测温身手和光纤荧光测温身手的特质, 欺骗迥殊成长的端部 Cr3+ 离子掺杂的蓝宝石单晶光纤, 使两者有机地连合, 杀青用简单光纤传感头到达大边界的温度衡量。先容了端部掺杂的蓝宝石单晶光纤的成长要领, 阐明了它的荧光温度特色、光纤传感头上荧光信号与热辐射信号的互相作梗以及光纤温度传感器的体系机闭和做事道理, 给出了实行结果。 症结词光纤温度传感器, 蓝宝石单晶光纤, 荧光。 1弁言 光纤温度传感用具有动态边界大、活络度高、反应速、抗电磁作梗等甜头, 分外合用于等离子体浸积、高频电加热炉及高温热气流等界限的温度衡量。 正在各式光纤温度传感器中, 有两类具有万分紧张的使用价格: 遵循普朗克辐射定律, 欺骗物体高温热辐射举办检测的辐射型光纤温度传感器[1]和欺骗物体荧光寿命与温度对应干系的荧光寿命检测型光纤温度传感器[2]。因为物体的热辐射随温度的升高呈近指数型伸长, 辐射型光纤温度传感器正在高温下具有很高的活络度, 但无法使用于低温区域。相反, 因为物体的荧光仅正在低温区具有可检测的荧光温度特色, 而正在高温区则因为荧光淬灭以及辐射后台的增长而无法合用, 于是荧光测温型光纤温度传感器合用于低温区的温度衡量。上述两种光纤温度传感器如能有机地连合正在沿途, 将能杀青从低温到高温的大边界温度衡量。光电开关电气文字符号欺骗简单光纤探头杀青大边界测温具有紧张的使用价格。 蓝宝石单晶光纤因为其极好的高温物理化学机能, 分外合用于高温下光纤测温使用, 现已告成地用作辐射型光纤温度传感器的光纤传感头[1, 3]。欺骗激光加热基座法(LHPG) 单晶光纤成长身手, 通过正在蓝宝石单晶光纤的端部掺入Cr3+ 离子[4], 可能杀青光引发下的荧光发射。通过荧光寿命的检测, 可能衡量所对应的温度。于是, 这种温度传感器将杀青从低温到高温的全程测温。 2体系机闭及做事道理 从室温到 1 8 0 0 ℃ 全程测温的蓝宝石单晶光纤温度传感器的体系机闭框图如图 1 所示, Fig. 1 D iagram of the sapphire fiber thermometer system 体系首要包含端部掺杂的蓝宝石单晶光纤传感头、Y 型石英光纤传导束、超高亮发光二极管 (L ED ) 及驱动电途、测温的蓝宝石单晶光纤温度传感器光电探测器、荧光信号照料体系[4]和辐射信号照料体系[3]。 体系的做事道理为: 正在低温区(400℃以下) , 辐射信号较弱, 体系开劝导光二极管(L ED ) 使荧光测温体系做事。发光二极管发射调制的驱策光, 经聚光镜耦合到 Y 型光纤 的分支端, 由 Y 型光纤并通过光纤耦合器耦合到蓝宝石光纤温度传感头。光纤传感头端部受驱策光引发而发射荧光, 荧光信号由蓝宝石光纤导出, 并通过光纤耦合器从 Y 型光纤的另一分支端射出, 由光电探测器回收。光电探测器输出的光信号经放大后由荧光信号照料体系照料, 阴谋荧光寿命并由此取得所测温度值