微波环境下荧光光纤测温装置
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微波环境测温系统

2021年07月27日



由于温度参数在微波热处理中的重要性,人们已经在各类微波炉,微波反应釜,微波治疗仪等很多存在微波场的领域实现了对温度的检测。这些温度检测技术中有常规的如热电偶温度传感器,也有热敏晶体管及集成电路温度传感器。然而在微波场中,由于强电磁场存在,金属材料制作的测温探头及导线在高频电磁场下产生感应电流,由于集肤效应和涡流效应,使其自身温度升高,对温度测量造成严重干扰,使温度示值产生很大的误差或者无法进行稳定的温度测量。

光波不产生电磁干扰,也不怕电磁干扰,易为各种光探测器件接收,可方便的进行光电或电光转换,易与高度发展的现代电子装置和计算机相匹配;光纤工作频率宽,动态范围大,是一种低损耗传输线,光纤本身不带电,体小质轻,易弯曲,抗电磁干扰,抗辐射性能好,特别适合于易燃、易爆、空间受严格限制及强电磁干扰等恶劣环境下使用。

光纤温度传感是光纤传感的一个重要分支。所有与温度相关的光学现象或特性,本质上都可以用于温度测量,基于此,用于温度测量的现有光学技术相当丰富。已产品化的光纤温度传感器占到将近所有光纤传感产品的20%。由于光纤温度传感技术的先天抗电磁干扰等特性,被众多研究者用来对微波场进行温度传感

适用于微波场温度测量的光纤温度传感器有很多。如半导体吸收式光纤温度传感器;荧光辐射式光纤温度传感器;光纤热色温度传感器;光纤辐射温度传感器;干涉型光纤温度传感器等等。在成熟的点温测量技术中,基于适当的传感材料的荧光特性的方法占主导地位。尤其是那些利用荧光衰落时间的测量系统,可以避免由非热源诱发的光强变动的影响。

处于强电磁场的环境下,在微波场中温度的测量依然是一个技术难题。研究者们采用了很多方法对微波环境中的温度进行测量,在这些方法中,光纤温度传感器具有许多先天性的优势。光纤光栅温度传感器的出现,又成为了光纤温度传感器家族中倍受重视的一员。随着光纤光栅的制作、封装、波长移位检测技术的进一步完善,以至价廉、性能好的光纤光栅温度传感器必将在微波场温度测量中得到广泛的应用。


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