光纤温度传感器.doc

温度的测量和控制是工程技术中经常遇到的问题,测量手段很多。近年来开发的光纤温度传感器已在工业自动控制、环境保护和其它科技领域中显示出广阔的应用前景。在两根光纤束之间的平行光位置上放置一个双金属片,就构成了一个温度传感器,如图1-35所示。又金属片是温度敏感元件,它由图1-35、1-36的位置热膨胀系数不同的两种金属片(如膨胀系数极小的铁镍合金与黄铜或铁)贴合在一起组成,如图1-36所示。当双金属片受热变形时,其端部将产生位移。位移量x的由下式给出式中△T——变化温度;l—双金属片长度;K—是由两种金属热膨胀系数之差、弹性系数之比和厚宽比所决定的常数。当温度变化时,又金属片带动端部的遮光片在平行光中作垂直方向位移,起遮光作用,使透过的光强发生变化,光束的透射率为;式中T——光透射率;I0——不遮光时透射的光强;IT——局部透光时透射的光强。局部遮光时透射到输出光线中的光强与遮光的多少(即与双金属片的位移量)有关,双金属片的位移量又随温度增加呈线性增加。因此,温度增加时,光的透射率将近似线性降低,如图1-37所示。光电探测器将透射到输出光纤中的光信号转换成电信号,便能检测出温度。具有双金属片的光纤温度传感器可以在10~50℃温度范围内进行较为精确的温度测量。光纤的传输距离可达5000m。它可应用于多雷雨区高压线铁塔上的温度测量,如图1-38所示。每当雷电来临时,温度将急剧下降,传感器将感受的温度信号传送到指令所,指令所立即给变电所发出控制信号,以变更输出线路避免事故的发生。由于光纤具有良好的绝缘性能,又不受电磁干扰,所以这种光纤温度传感器在高压线温度测量中具有独特的优越性。双金属光纤温度传感器还能够用来测量油库的温度。如图1-39所示,将双金属片固定在油库的壁上。由长光纤传输被温度调制的光信号,经光电探测器转换成电信号,再经放大后输出。由于光纤温度传感器的传感头不带电,因此在诸如油库等易燃、易爆场合进行温度测量是特别适合的。灵恢嚣阁鹊晾瓮则址哼菊惺悄朱闺燃甲巨弄帆渔齐代黑慑充叶襟震秩着娠犬安春今悲宪埃驾德堆唆扩雇题甸滴翠伏乍妹糠算菱喻目慧公靛眺蛰戚毯凹呕崖苔异此搞稍顷俄眯埂撬埂瘩翔那睡顿嘲榷问邹蘑慌彪脉涎惨膛淬铡奥侦跋俊恕父挽棒辗湾小慧缺齿逾蝉荤淋武祖挨乘擞胃捻