Odborné znalosti

Vývoj a aplikácia snímača teploty z optických vlákien

2021-04-09
Všetko v prírode úzko súvisí s teplotou. Odkedy Galileo vynašiel teplomer, ľudia začali používať teplotu na meranie.
Teplotné senzory sú najskoršie vyvinuté a najpoužívanejšie senzory. Ale senzor, ktorý skutočne mení teplotu na elektrický signál, vynašiel nemecký fyzik Saibei, neskorší termočlánkový senzor. Po 50 rokoch vynašiel Siemens v Nemecku platinový odporový teplomer. S podporou polovodičovej technológie sa v tomto storočí vyvinuli rôzne teplotné senzory vrátane polovodičových termočlánkových senzorov. Na základe zákona interakcie medzi vlnami a hmotou boli vyvinuté akustické teplotné senzory, infračervené senzory a mikrovlnné senzory.
Od nástupu optického vlákna v 70. rokoch 20. storočia s rozvojom laserovej technológie sa ukázalo, že optické vlákno má rad výhod v teórii a praxi. Čoraz väčšej pozornosti sa venuje aj aplikácii optického vlákna v oblasti snímacej techniky. S rozvojom vedy a techniky sa objavilo mnoho snímačov teploty z optických vlákien a očakáva sa, že vo vlne novej technologickej revolúcie budú snímače teploty z optických vlákien široko používané a budú hrať viac úloh.
Základným pracovným princípom snímača teploty z optických vlákien je to, že svetlo zo svetelného zdroja sa posiela do modulátora cez optické vlákno a teplota parametra, ktorý sa má merať, interaguje so svetlom vstupujúcim do modulačnej zóny, čo spôsobuje optické vlastnosti svetlo (ako je intenzita a vlnová dĺžka svetla). Zmena frekvencie, fázy atď., nazývaná modulované signálne svetlo. Po odoslaní do fotodetektora cez optické vlákno sa po demodulácii získajú namerané parametre.
Existuje mnoho typov snímačov teploty z optických vlákien, ktoré možno podľa princípu fungovania rozdeliť na funkčné a prenosové typy. Funkčný snímač teploty optického vlákna meria teplotu pomocou rôznych charakteristík (fáza, polarizácia, intenzita atď.) optického vlákna v závislosti od teploty. Hoci tieto snímače majú charakteristiky prenosu a snímania, zároveň zvyšujú citlivosť a znecitlivenie.
Vlákno prenosového snímača teploty vlákna slúži len ako optický prenos signálu, aby sa zabránilo komplikovanému prostrediu oblasti merania teploty. Modulačná funkcia meraného objektu je realizovaná citlivými komponentmi iných fyzikálnych vlastností. Takéto snímače v dôsledku prítomnosti optických vlákien majú problémy s optickou väzbou so snímacou hlavou, zvyšujú zložitosť systému a sú citlivé na rušenie, ako sú mechanické vibrácie.
Boli vyvinuté rôzne snímače teploty z optických vlákien.
Nasleduje stručný úvod do stavu výskumu niekoľkých hlavných optických snímačov teploty. Medzi nimi sú optické interferenčné teplotné snímače, polovodičové absorpčné snímače teploty a snímače teploty vláknových mriežok.
Od svojho vzniku sa snímače teploty s optickými vláknami používajú v energetických systémoch, stavebníctve, chemickom, leteckom, medicínskom a námornom vývoji a dosiahli veľké množstvo spoľahlivých výsledkov aplikácií. Jeho uplatnenie je oblasťou, ktorá je na vzostupe a má veľmi širokú perspektívu rozvoja. Doteraz bolo veľa súvisiacich výskumov doma aj v zahraničí, aj keď došlo k veľkému vývoju v citlivosti, rozsahu merania a rozlíšení, ale verím, že s prehlbovaním výskumu, podľa konkrétneho aplikačného účelu, bude vyššiu presnosť, jednoduchšiu štruktúru, nižšie náklady, praktickejšie riešenia a ďalej podporovať vývoj snímačov teploty.
X
We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies. Privacy Policy
Reject Accept