Все в природе тесно связано с температурой. С тех пор, как Галилей изобрел термометр, люди начали использовать температуру для измерения.
Датчики температуры являются самыми ранними разработанными и наиболее широко используемыми датчиками. Но датчик, который действительно преобразует температуру в электрический сигнал, был изобретен немецким физиком Сайбэем, а позже стал датчиком-термопарой. Спустя 50 лет компания Siemens в Германии изобрела платиновый термометр сопротивления. При поддержке полупроводниковых технологий в этом столетии были разработаны различные датчики температуры, включая полупроводниковые термопары. Соответственно, на основе закона взаимодействия волн и вещества разработаны акустические датчики температуры, инфракрасные датчики и микроволновые датчики.
С момента появления оптического волокна в 1970-х годах, с развитием лазерных технологий, было доказано, что оптическое волокно имеет ряд преимуществ в теории и на практике. Применение оптического волокна в области сенсорных технологий также привлекает все большее внимание. С развитием науки и техники появилось множество волоконно-оптических датчиков температуры, и ожидается, что на волне новой технологической революции волоконно-оптические датчики температуры будут широко использоваться и играть больше ролей.
Основной принцип работы оптоволоконного датчика температуры заключается в том, что свет от источника света направляется на модулятор через оптическое волокно, а температура измеряемого параметра взаимодействует со светом, попадающим в зону модуляции, вызывая оптические свойства свет (например, интенсивность и длина волны света). Изменение частоты, фазы и т. д. называется модулированным световым сигналом. После отправки на фотодетектор по оптоволокну после демодуляции получаются измеренные параметры.
Существует множество типов оптоволоконных датчиков температуры, которые по принципу работы можно разделить на функциональные и передающие. Функциональный датчик температуры оптического волокна измеряет температуру, используя различные характеристики (фазу, поляризацию, интенсивность и т. д.) оптического волокна в зависимости от температуры. Хотя эти датчики обладают характеристиками передачи и восприятия, они также повышают чувствительность и снижают чувствительность.
Волокно волоконного датчика температуры передающего типа служит только для передачи оптического сигнала, чтобы избежать сложных условий в зоне измерения температуры. Функция модуляции измеряемого объекта реализуется чувствительными компонентами других физических свойств. Такие датчики из-за наличия оптических волокон имеют проблемы с оптической связью с чувствительной головкой, увеличивают сложность системы и чувствительны к помехам, таким как механическая вибрация.
Были разработаны различные оптоволоконные датчики температуры.
Ниже приводится краткое введение в состояние исследований нескольких основных волоконно-оптических датчиков температуры. К ним относятся оптоволоконные интерференционные датчики температуры, датчики температуры с полупроводниковым абсорбционным волокном и датчики температуры с волоконной решеткой.
С момента своего создания оптоволоконные датчики температуры использовались в энергетических системах, строительстве, химической, аэрокосмической, медицинской и морской промышленности и достигли большого количества надежных результатов применения. Его применение – это область, которая находится на подъеме и имеет очень широкую перспективу развития. До сих пор было проведено множество соответствующих исследований в стране и за рубежом, хотя были достигнуты большие успехи в области чувствительности, диапазона измерения и разрешения, но я считаю, что с углублением исследований, в соответствии с конкретной целью применения, их будет больше и больше. более высокая точность, более простая структура, более низкая стоимость, более практичные решения и дальнейшее развитие датчиков температуры.
