光纤温度传感器系统结构及特点有哪些？

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。为增进大家对光纤温度传感器的认识，以下是小编整理的光纤温度传感器相关内容，希望能给您带来参考与帮助。

光纤温度传感器采用一种和光纤折射率相匹配的高分子温敏材料涂覆在二根熔接在一起的光纤外面，使光能由一根光纤输入该反射面从另一根光纤输出，由于这种新型温敏材料受温度影响，折射率发生变化，因此输出的光功率与温度呈函数关系。其物理本质是利用光纤中传输的光波的特征参量，如振幅、相位、偏振态、波长和模式等，对外界环境因素，如温度，压力，辐射等具有敏感特性。它属于非接触式测温。

从室温到1800℃全程测温的光纤温度传感器的系统主要包括端部掺杂的光纤传感头、 Y型石英光纤传导束、 超高亮发光二极管(LED)及驱动电路、 光电探测器、荧光信号处理系统和辐射信号处理系统。

系统的工作原理为: 在低温区(400℃以下)， 辐射信号较弱， 系统开启发光二极管(LED)使荧光测温系统工作。 发光二极管发射调制的激励光， 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光纤温度传感头。

光纤传感头端部受激励光激发而发射荧光，荧光信号由光纤导出， 并通过光纤耦合器从Y型光纤的另一分支端射出， 由光电探测器接收。光电探测器输出的光信号经放大后由荧光信号处理系统处理， 计算荧光寿命并由此得到所测温度值。 而在高温区(400℃以上)， 辐射信号足够强， 辐射测温系统工作， 发光二极管关闭。辐射信号通过蓝宝石光纤并通过Y型光纤输出， 由探测器转换成电信号， 系统通过检测辐射信号强度计算得到所测温度。

光纤传感头端部由Cr3+离子掺杂， 实现光激励时的荧光发射。 掺杂部分光纤长度为8～10 mm。 端部光纤的外表面同时镀覆黑体腔， 用于辐射测温。 (这时，光纤黑体腔长度与直径之比大于10，可以满足黑体腔表观辐射率恒定的要求)。 值得注意的是， 避免或减少荧光发射部分与热辐射部分的相互干扰， 对保证整个系统的性能十分重要。

经过分析， 可以发现这种干扰主要表现为:

1) 荧光信号中辐射背景信号对荧光寿命检测精度的影响，

2) 光纤表面镀覆对荧光强度的影响，

3) 光纤内Cr3+离子掺杂对黑体腔热辐射信号的影响。

光纤温度传感器优点

光纤温度传感器是上世纪70年代发展起来的一门新型的测温技术，也是光纤传感器家族中的一个大类产品。它基于光信号传送信息，具有绝缘、抗电磁干扰、耐高电压等优势特征。在国外，光纤温度传感器发展很快，形成了多种型号的产品，并已应用到多个领域，取得了很好的效果。国内在这方面的研究也如火如荼，多个大学、研究所与公司展开合作，研发了多种光纤测温系统投入到了现场应用。

光纤温度传感器与传统的温度传感器相比具有很多优点：

1、光波不产生电磁干扰，也不怕电磁干扰;

2、易被各种光探测器件接收，可方便地进行光电或电光转换;

3、易与高度发展的现代电子装置和计算机相匹配;

4、光纤工作频率宽，动态范围大，是一种低损耗传输线;

5、光纤本身不带电，体积小质量轻，易弯曲，抗辐射性能好，特别适合于易燃、易爆、空间受严格限制及强电磁干扰等恶劣环境下使用。

本文只能带领大家对光纤温度传感器有了初步的了解，希望对大家会有一定的帮助，同时需要不断总结，这样才能提高专业技能，也欢迎大家来讨论文章的一些知识点。