光纖溫度傳感器的發(fā)展與應用

　　ICCSZ訊 溫度傳感器是基于一個基本的物理量“溫度”，其是指能感受溫度并轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的傳感器。溫度傳感器是溫度測量儀表的核心部分，品種繁多。按測量方式可分為接觸式和非接觸式兩大類，按照傳感器材料及電子元件特性分為熱電阻和熱電偶兩類。

　　自然界中的一切過程無不與溫度密切相關(guān)。從伽利略發(fā)明溫度計開始，人們開始利用溫度進行測量。

　　溫度傳感器是最早開發(fā)、應用最廣的一類傳感器。但真正把溫度變成電信號的傳感器是由德國物理學家賽貝發(fā)明的，就是后來的熱電偶傳感器。50年以后，德國人西門子發(fā)明了鉑電阻溫度計。在半導體技術(shù)的支持下，本世紀相繼開發(fā)了包含半導體熱電偶傳感器在內(nèi)的多種溫度傳感器。與之相應，根據(jù)波與物質(zhì)的相互作用規(guī)律，相繼開發(fā)了聲學溫度傳感器、紅外傳感器和微波傳感器。

　　而光纖自20世紀70年代問世以來，隨著激光技術(shù)的發(fā)展，從理論和實踐上都已證明光纖具有一系列的優(yōu)越性，光纖在傳感技術(shù)領(lǐng)域中的應用也日益受到廣泛重視，隨著科學技術(shù)的發(fā)展，涌現(xiàn)了許許多多的光纖溫度傳感器，并且可以預料，在新技術(shù)革命的浪潮中，光纖溫度傳感器必將得到廣泛的應用，并發(fā)揮出更多的作用。

　　光纖溫度傳感器的基本工作原理是將來自光源的光經(jīng)過光纖送入調(diào)制器，待測參數(shù)溫度與進入調(diào)制區(qū)的光相互作用后，導致光的光學性質(zhì)(如光的強度、波長、頻率、相位等)發(fā)生變化，稱為被調(diào)制的信號光。再經(jīng)過光纖送入光探測器，經(jīng)解調(diào)后，獲得被測參數(shù)。

　　光纖溫度傳感器種類很多，但概括起來按其工作原理可分為功能型和傳輸型兩種。功能型光纖溫度傳感器是利用光纖的各種特性(相位、偏振、強度等)隨溫度變換的特點，進行溫度測定。這類傳感器盡管具有傳、感合一的特點，但也增加了增敏和去敏的困難。傳輸型光纖溫度傳感器的光纖只是起到光信號傳輸?shù)淖饔?，以避開測溫區(qū)域復雜的環(huán)境。對待測對象的調(diào)制功能是靠其他物理性質(zhì)的敏感元件來實現(xiàn)的。這類傳感器由于存在光纖與傳感頭的光耦合問題，增加了系統(tǒng)的復雜性，且對機械振動之類的干擾比較敏感。

　　目前已研制成多種光纖溫度傳感器。下面介紹幾種主要的光纖溫度傳感器的研究現(xiàn)狀，其中有代表性的有光纖Fabry-perot干涉型溫度傳感器、半導體吸收型光纖溫度傳感器、光纖光柵溫度傳感器三種。

　　光纖溫度傳感器自問世以來。主要應用于電力系統(tǒng)、建筑、化工、航空航天、醫(yī)療以至海洋開發(fā)等領(lǐng)域，并已取得了大量可靠的應用實績。它的應用是一個方興未艾的領(lǐng)域，有著非常廣闊的發(fā)展前景，迄今為止，國內(nèi)外已經(jīng)有不少相關(guān)研究，雖然在靈敏度、測量范圍、分辨率等方面均有了很大的發(fā)展，但是相信隨著研究的深入，根據(jù)具體的應用目的，會有越來越多的精度更高、結(jié)構(gòu)更簡單、成本更低、更實用的方案提出，更進一步促進溫度傳感器的發(fā)展。