刘芷妤 李姿* 沈阳工学院 信息与控制学院

1 前言

温度是常见的重要物理量，在许多特殊环境下对温度的测量，传统的温度传感器很难进行准确有效检测，近年来普遍利用光纤温度传感器对解决测量难题提供了有效的解决途径。光纤温度传感器使用寿命命长，重复性能好，性价比高，目前已经应用于部分工业生产中。

2 光纤温度传感器检测原理

光纤温度传感器利用部分物质吸收的光谱随温度变化而变化的原理，分析光纤传输的光谱了解实时温度。光纤温度传感器采用一种和光纤折射率相匹配的高分子温敏材料涂覆在两根熔接在一起的光纤外，使光纤能由一根光纤输入该反射面并由另一根光纤输出。

3 光纤温度传感器在工业中的应用

3.1 光纤温度传感器在加热生产中的应用

在加热生产中的光纤温度传感器测温系统包括端部参杂的晶体光纤探头、Y型石英光纤传导束、超高亮发光二极管及驱动电路、光电探头器、荧光信号处理系统和辐射信号处理系统。如图1所示：

图1 光纤温度传感器原理框图

在高温区，光纤温度传感器基于光纤被加热而引起热辐射的原理工作。热辐射效应光强调制型光纤温度传感器属于被动式光强调制光纤温度传感器，它不需要外加光源，直接由黑体腔收集热辐射，然后通过传输光纤送到光电二极管探测器内进行数据处理。

在低温区（400℃以下），辐射信号较弱，系统开启发光二极管（LED），这时荧光测试系统工作，发光二极管发射调制的激励光，经聚光镜耦合到Y型光纤的分支端，经由Y型光生的信号由光纤导出，并通过光纤耦合器从Y型光纤的另一分支端射出，由光电探测器接收。光电探测器输出的光信号经放大后由荧光信号处理系统处理，计算出荧光寿命从而得到所测温度值。信号处理原理框图如图2所示：

图2 信号处理原理框图

3.2 光纤温度传感器在电力工业方面的应用

电力工业的环境常处于复杂状态，红外测温仪等温度传感器在高压开关处，母线排连接处处于高电压、高温度及强电磁干扰环境下的部位容易受到影响，故采用光纤温度传感器，可抗电磁干扰，耐腐蚀，耐高温且电绝缘。

光纤温度传感器也可用于电力系统电缆表面的温度及电缆铺设密集的温度监测监控，高压配电设备内易发热部位的监测，变电站、发电厂、电动机的温度分布测量、热动保护以及故障诊断等。

3.3 光纤温度传感器在建筑中的应用

光纤温度传感器具有体积小、可弯曲等优点，因此可应用于狭小空间，甚至安装在材料内部，故在建筑工业中广范应用。

温度应力是一种广泛存在与建筑结构中的内力，所以温度是建筑工业中非常重要的安全指标之一，所以对建筑的温度进行测量很有必要。

3.4 光纤温度传感器的应用优势

（1）在电磁/射频环境，抗干扰能力强。

（2）精准度高、灵敏度高、使用寿命长、稳定可靠。

（3）可应用于雷击，野外等恶劣环境中。

（4）可应用于能源供应不方便的地方。

4 结束语

光纤温度传感器是用带测量对光纤内传输的光波参量进行调制得到的调制信号，该信号经光纤传输至光纤探测器进行解调，从而获得待测值的一种装置，在结合它以上叙述的优点和实际应用可使用性后，相信在未来工业发展中还会有更多的应用，同时也可考虑将其改进后应用于其他领域。

[1]方祖捷、秦关根、翟荣辉、蔡海文.光纤传感器基础.科学出版社，2014.01

[2]王冠军.新型微结构光纤传感器技术.国防工业出版社，2015.04