光纤温度测量方案

光纤温度测量简介

什么是光纤？
光纤实质上是光导管,称为光纤温度计的一类传感器通常是指那些利用黑体辐射物理学原理来测量较高温度的设备。 对于温度较低的目标（-100°C 到 400°C），可通过光纤链路激活各种传感材料（如荧光材料、半导体或液晶），借此进行测量，突显了其在环保和远距离测量方面的优势。

优点

光纤不但可用作一种通讯手段，还可用于红外线温度测量，对于在工业环境和/或恶劣条件下的测量，光纤技术彰显出了多种固有优势：

• 不受大型电机、变压器、焊接机等设备的电磁干扰 (EMI) 影响；
• 不受无线通讯和闪电的射频干扰 (RFI) 影响；
• 可安放在难于接近或难于查看的位置；
• 可实现较小位置或精确位置的精细测量；
• 不带电（适合在存在爆炸危险的场所使用）；
• 光纤电缆可放置在现有导线管、电缆槽中，也可捆在柱子、套管或线管上，无论是扩展安装还是改装翻新，都可轻松完成；
• 某些电缆可承受 300°C 以上的环境温度，使用空气吹洗或水清洗时温度将更高。

应用

对于碱性金属和玻璃生产以及这些材料最初的热成型过程，光纤温度计在测量温度上所起到的巨大作用已获广泛认可。 在发电领域中的典型应用是测量锅炉燃烧器火焰和锅炉管温度以及关键的涡轮区。 对于环境恶劣的钢材及其它金属制造车间的轧钢生产线，光纤温度计同样可以很好地运行。

典型应用包括各类锅炉、烧结操作、烤炉和干燥炉。 自动化焊接、铜焊和退火设备通常会产生很强的电场，这会对传统传感器造成干扰。

水泥、耐火材料和化工行业中的高温处理作业也经常使用光纤检测温度。 在温度稍低一些的塑料加工、造纸和食品加工领域，这项技术也正被越来越多地采用。 光纤技术在熔接过程、溅镀过程和半导体行业的晶体生长过程中也得到应用。

除直接辐射能采集或双色法外，光纤还可直接充当热点位置的辐射发射器，即同时用作传感器和传播媒介。 Westinghouse 已开发出适用于核反应堆的这样一种分布式温度监测方法。 类似方法也可用于涡轮或喷气发动机周围的火焰检测。 温度计在内部使用了“热点”反映电路，可确定热点的具体位置。

激活的温度测量系统在光纤顶端具有一个包含发冷光的荧光材料的传感头（图 1）。 仪器封装内的脉冲光源使荧光材料发出冷光，并根据温度高低显示不同的发光衰减率。 此类方法非常适用于 400°C 以下本身不发光但却具有高温的表面。