荧光温度传感器的各种领域的应用.pdfVIP

计量： 荧光温度传感器的应用 郝 琳 （许昌 电气职 业学院 ，河南 许昌 461000 ） 【摘 要 】荧光 温度传感器 凭其独特 的优越性 ，在 生产 生活 的各个领 域得到了 广泛 的应用 。 本文介绍 了荧光 温度传感器 在 高压设 备 温度 在 线监 测中 、 医学检 测中 、在 石 油钻探 等领 域 中的应用 ，并设计 测 温探头 。 关键词 荧光 温度 传感器 探头 【 】 ； ； ； 随着科学 技术 的进 步 与发展 ，荧 光光 纤 温度 传 感 器 凭 借 其 独 特 的 工业荧 光光纤 温度传感 器采用 Y 型光纤作 为光路传 导 ，如图 1 所 优 点 在 生 产 生 活 的各 个 领 域 应 用 越 来 越 广 泛 ， 如 可 实 现 非 接触 式 测 示 。 其探 头可 由荧 光物 质 、云母 、包层 和套层组 成 ，其结构 如图 2 所示 。 量 ，灵 敏 度 极 高 ，响应速度 快 ，能在 高 温 、高 压 、易燃 易爆 、化 学 腐蚀恶 “长 ”有荧 光物 质 的光 纤 芯 用 云母包 裹 ，作 为保 护套 ，厚 度 为 0.2mm ，云 劣 等 环境 下 使 用 ，并 且 抗 电磁 干 扰 能力 强 ，体 积 小 ，应 用 灵 活 ，电绝 缘 母 具 有 独 特 的耐 酸 、耐 碱 、化 学 稳 定性能 ，还 具 有 良 好的绝 缘 和 耐 热 性好 等等 。 性 、不燃 性 、防腐性 ，较 好 的透 明度 ，以及在 高 温 状 态 下能 保 持 上 述 优 荧 光光 纤 温 度 传 感 器是 由多模 光 纤 和在其顶 部 安 装 的荧 光物 体 良的物理化学性能 。 包层 用 于 固定 云母 和荧 光物 质 。 光纤套层有外 螺 膜 组成 。其测 温原理是根据 原子 物理 能级跃 迁原理 ，掺稀 土荧 光材料 纹 ，方便 与待测 物连接 。 保 护套 管采用高膨松性玻璃纤 维 ，具有 耐 高温 ( ) 中的掺 杂稀 土离子 ，在激光 、紫外 光 照射 的激励 下 ，可 以从 基态 跃 迁 到 的优 点 。 激 发 态 ，然 后 再 从 激 发 态 返 回到能量较 低 的能态 ，辐射 出波长更 长 的 可见光 ，这种光即 为荧 光 。 受激发荧 光通常是按 指数方式 衰减 的 ，衰减 的时间常数 为荧 光 寿命 。 实验证 明 ，在不 同的环境 温度下 ，荧 光 寿命 也 不 同。 而荧 光 寿命 和被测 温度 唯一对应 ，因此通 过 测 量荧 光 寿命 的长 短 ，就可 以得知 当时的环境 温度[1] 。 荧 光 寿命 和温度 的关系可用式 （1） 表示 ： τ(T)= 1+exp[-ΔE/(kT)] （1） R +R exp[-ΔE/(kT)] E T 其中 、 、 、 均 为常数 ， 为绝对 温度 。 RE RT ΔE k T 1 高压设 备温 度在 线监测 中的应 用 图 2 工业用 荧光探 头结构 发 电厂 和变 电站 中的高 压 电器设 备 的安全运 行问题一 直 是 广 为 关 注 的热 点 ，在 长 期 的运 行过程中 ，开关 柜 触 点 和母 线 连 接 处 容 易 老 2 医学检 测 中的应 用 化 、松 动 或 接触 电阻过大而 引起 局部 发 热 严重 ，开关 柜 过 热 如若 发 现 国内外用微波加温热疗新技术治疗癌症 己取得了 明显的疗效 。 热疗 不及 时往往容 易导致火灾事故 ，造成大 面积停 电等 。 所 以对全 封闭 的 高压 开关 柜 实 现在 线 实 时温 度 监 测 ，提 前发