Professionaalsed teadmised

Kiudoptilise temperatuurianduri väljatöötamine ja rakendamine

2021-04-09
Kõik looduses on tihedalt seotud temperatuuriga. Kuna Galileo leiutas termomeetri, hakkasid inimesed mõõtmiseks kasutama temperatuuri.
Temperatuuriandurid on kõige varem välja töötatud ja enim kasutatavad andurid. Kuid anduri, mis muudab temperatuuri tõepoolest elektrisignaaliks, leiutas hilisem termopaarandur saksa füüsik Saibei. 50 aasta pärast leiutas Siemens Saksamaal plaatinakindla termomeetri. Pooljuhttehnoloogia toel on see sajand välja töötanud mitmesugused temperatuuriandurid, sealhulgas pooljuhtide termopaarandurid. Vastavalt lainete ja aine vastastikuse mõju seadusele on välja töötatud akustilised temperatuuriandurid, infrapuna- ja mikrolaineandurid.
Alates optilise kiu tulekust 1970. aastatel koos lasertehnoloogia arenguga on optilisel kiul osutunud teoorias ja praktikas rida eeliseid. Samuti on üha enam tähelepanu pööratud optiliste kiudude kasutamisele sensatsioonitehnoloogia valdkonnas. Teaduse ja tehnoloogia arenguga on tekkinud palju fiiberoptilisi temperatuuriandureid ning eeldatakse, et uue tehnoloogilise revolutsiooni lainel kasutatakse kiudoptilisi temperatuuriandureid laialdaselt ja neil on rohkem rolle.
Kiudoptilise temperatuurianduri peamine tööpõhimõte on see, et valgusallikast tulev valgus saadetakse optilise kiu kaudu modulaatorisse ja mõõdetava parameetri temperatuur interakteerub modulatsioonitsooni siseneva valgusega, põhjustades valguse optilisi omadusi. valgus (näiteks valguse intensiivsus ja lainepikkus). Muutus sageduses, faasis jne, mida nimetatakse moduleeritud signaaltuleks. Pärast optilise kiu kaudu fotodetektorisse saatmist saadakse pärast demoduleerimist mõõdetud parameetrid.
Kiudoptilisi temperatuuriandureid on palju, mida saab vastavalt nende tööpõhimõtetele jagada funktsionaalseteks ja ülekandetüüpideks. Funktsionaalne optilise kiu temperatuuriandur mõõdab temperatuuri, kasutades optilise kiu erinevaid omadusi (faas, polarisatsioon, intensiivsus jne) temperatuuri funktsioonina. Ehkki nendel anduritel on ülekande ja meele tunnused, suurendavad need ka tundlikkust ja desensibiliseerimist.
Ülekandetüübi kiudude temperatuurianduri kiud toimivad ainult optilise signaaliülekandena, et vältida temperatuuri mõõtepiirkonna keerukat keskkonda. Mõõdetava objekti modulatsioonifunktsioon realiseeritakse muude füüsikaliste omaduste tundlike komponentidega. Sellistel anduritel on optiliste kiudude olemasolu tõttu sensoorpeaga optilise sidestamise probleemid, need suurendavad süsteemi keerukust ja on tundlikud häirete, näiteks mehaanilise vibratsiooni suhtes.
Välja on töötatud mitmesuguseid fiiberoptiliste temperatuuriandureid.
Järgnev on lühike sissejuhatus mitme peamise fiiberoptilise temperatuurianduri uurimisseisundisse. Nende hulgas on fiiberoptiliste häiretemperatuuri andurid, pooljuhtabsorptsioonkiudude temperatuuriandurid ja kiudvõre temperatuuri andurid.
Alates selle loomisest on fiiberoptilisi temperatuuriandureid kasutatud elektrisüsteemides, ehituses, keemias, lennunduses, meditsiinis ja merenduses ning need on saavutanud palju usaldusväärseid rakendustulemusi. Selle rakendus on valdkond, mis on tõusul ja millel on väga lai arenguperspektiiv. Siiani on olnud palju seotud uuringuid kodu- ja välismaal, kuigi tundlikkuse, mõõtepiirkonna ja eraldusvõime osas on toimunud suuri arenguid, kuid usun, et teadusuuringute süvenemisega on vastavalt konkreetsele rakenduseesmärgile veel rohkem täpsust, lihtsam struktuur, madalamad kulud, praktilisemad lahendused ja veelgi soodustavad temperatuuriandurite väljatöötamist.
We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies. Privacy Policy
Reject Accept