Odborné znalosti

Vývoj a použitie teplotného snímača z optických vlákien

2021-04-09
Všetko v prírode úzko súvisí s teplotou. Odkedy Galileo vynašiel teplomer, ľudia začali používať teplotu na meranie.
Teplotné snímače sú najskôr vyvinuté a najbežnejšie používané snímače. Ale senzor, ktorý skutočne premení teplotu na elektrický signál, vynašiel nemecký fyzik Saibei, neskorší senzor termočlánku. Po 50 rokoch vynašiel Siemens v Nemecku platinový odporový teplomer. S podporou polovodičovej technológie toto storočie vyvinulo celý rad teplotných senzorov vrátane polovodičových termočlánkových senzorov. Zodpovedajúcim spôsobom boli na základe zákona o interakcii medzi vlnami a hmotou vyvinuté akustické snímače teploty, infračervené snímače a mikrovlnné snímače.
Od nástupu optického vlákna v 70. rokoch 20. storočia s rozvojom laserovej technológie bolo preukázané, že optické vlákno má v teórii i praxi množstvo výhod. Zvýšenú pozornosť si získala aj aplikácia optických vlákien v oblasti snímacej technológie. S rozvojom vedy a techniky sa objavilo veľa snímačov teploty z optických vlákien a očakáva sa, že vo vlne novej technologickej revolúcie budú snímače teploty z optických vlákien široko používané a hrať viac rolí.
Základným princípom fungovania snímača teploty z optických vlákien je, že svetlo zo svetelného zdroja je poslané do modulátora cez optické vlákno a teplota meraného parametra interaguje so svetlom vstupujúcim do modulačnej zóny a spôsobuje optické vlastnosti svetlo (napríklad intenzita a vlnová dĺžka svetla). Zmena frekvencie, fázy atď., Nazývaná modulované signálne svetlo. Po odoslaní do fotodetektora optickým vláknom sa po demodulácii získajú namerané parametre.
Existuje veľa druhov snímačov teploty z optických vlákien, ktoré možno podľa ich pracovných princípov rozdeliť na funkčné a vysielacie typy. Funkčný snímač teploty optického vlákna meria teplotu pomocou rôznych charakteristík (fáza, polarizácia, intenzita atď.) Optického vlákna ako funkcia teploty. Aj keď tieto snímače majú vlastnosti vysielania a snímania, zvyšujú tiež citlivosť a znecitlivenie.
Vlákno snímača teploty vlákna typu prenosu slúži iba ako prenos optického signálu, aby sa zabránilo komplikovanému prostrediu oblasti merania teploty. Funkcia modulácie meraného objektu je realizovaná citlivými zložkami iných fyzikálnych vlastností. Takéto snímače majú v dôsledku prítomnosti optických vlákien problémy s optickou väzbou so snímacou hlavou, zvyšujú zložitosť systému a sú citlivé na rušenie, napríklad na mechanické vibrácie.
Boli vyvinuté rôzne teplotné snímače z optických vlákien.
Nasleduje krátky úvod do stavu výskumu niekoľkých hlavných teplotných senzorov z optických vlákien. Medzi nimi sú interferenčné snímače teploty z optických vlákien, snímače teploty polovodičových absorpčných vlákien a snímače teploty mriežky z vlákien.
Od svojho založenia sa snímače teploty z optických vlákien používali v energetických systémoch, stavebníctve, chemickom, leteckom a kozmickom priemysle, v medicíne a na lodiach a dosiahli veľké množstvo spoľahlivých výsledkov pri aplikácii. Jeho aplikácia je v prevládajúcom odbore a má veľmi široké vyhliadky na rozvoj. Doteraz bolo veľa súvisiacich výskumov doma i v zahraničí, aj keď došlo k veľkému vývoju v oblasti citlivosti, rozsahu merania a rozlíšenia, ale verím, že s prehlbovaním výskumu bude podľa konkrétneho účelu aplikácie existovať viac a viac vyššia presnosť, jednoduchšia štruktúra, nižšie náklady, praktickejšie riešenia a ďalšia podpora vývoja teplotných senzorov.
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