基于蓝宝石光纤传感器瞬态高温测试及校准技术.doc

基于蓝宝石光纤传感器的瞬态高温测试及校准技术.
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基于蓝宝石光纤传感器的瞬态高温测试及校准技术.
hat this sensor can be used to measure the transient high temp erature up to 2000℃.
K ey w ords :sapphire fiber ; transient high temperature ; sensor ; static calibration ; dynamic performance ; re spondent time
1 引 言
兵器及国防工业等诸多行业涉及燃烧和爆炸过
程的研究 , 这些过程异常复杂 , 温度持续时间短 , 各种
传统技术很难奏效。
上世纪 60～70 年代发展的辐射测温技术具有能测量运动物体和不破坏被测对象的温度场等特点 , 许多研究机构对此进行了研究并开发了相应的产品 [1] 。
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光电子 ? 激光
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第 16 卷第 4 期 2005年 4 月 J ournal of Optoelect ronics? L aser
Vol. 16No. 4 Apr. 2005
3 收稿日期 :2004211208 修订日期 :2005201218 3 E 2m ail :gxx ***@. cn
美国 Vanzette 公司首先研制了带光导纤维探头的辐
射温度计。 R. R. Dils [2] 介绍了一种用蓝宝石光导棒温度传感器测量高温的方
法。尽管已经有商品 , 但价格昂贵 , 测温范围低 , 不能满足瞬态温度测试的要求 [3] 。
国内也开展了光纤高温传感器的研究。清华大学周炳琨等人 [4] 于 1989 年研制了光
纤黑体腔温度传感器。浙江大学沈永行等人采用高发射率的陶瓷高温烧结形成微型
蓝宝石黑体腔光纤传感器 , 静态测温范围为 500～1800℃, 测温精度优于 ±0. 2%, 已
有少量应用 [5,6]。但国内研究多集中在静态高温测试 , 动态、瞬态较少。 基于 Plank 黑体辐射定律 , 以烧结有高温陶瓷的蓝宝石光纤为高温黑体传感器 , 构建了瞬
态高温测试系统 , 分析了系统的工作原理 , 介绍了系统的动态标定、动态性能测试原理并进行了测试 , 给出了运动乙炔焰的温度测试结果。
系统介绍
1ST 连接器与石英锥形光纤相连 , 通过耦合器再连接到普通石英光纤经长距离传输后接