基于紅藍寶石光纖的多通道溫度傳感器.pdf

1、光纖溫度傳感器是溫度測量的重要技術(shù)手段，具有抗電磁輻射干擾、測溫范圍大、測溫精度高、可分布式測量等優(yōu)點。因此，相關(guān)技術(shù)在過去數(shù)十年間得到了快速發(fā)展，多種光纖傳感器已經(jīng)得到了實際應(yīng)用。
　　在此背景下，本論文研究比較了多種光纖測溫的原理，最終采用紅藍寶石光纖傳感探頭，結(jié)合熒光測溫和輻射測溫原理，研制了一種從室溫到1000℃范圍內(nèi)連續(xù)快速溫度測量的新型多通道光纖溫度傳感器。研制完成了與光纖傳感器相適應(yīng)的光學(xué)與電子信號處理系統(tǒng)。針對多通

2、道熒光信號的熒光壽命檢測問題，提出了一種基于面積平衡計算的數(shù)字迭代算法，可以同時處理多通道熒光衰減信號，獲得準(zhǔn)確的熒光壽命測量值，并具有計算速度快、抗噪聲能力強、結(jié)果穩(wěn)定性好、測量精度高等突出優(yōu)點。
　　首先，通過對比分析各種光纖溫度傳感器的原理、測溫范圍、精度以及適用范圍等特點，低溫段采用了光纖熒光測溫技術(shù)、高溫段采用了光纖輻射測溫技術(shù)，實現(xiàn)從室溫到1000℃的高精度測溫，為了實現(xiàn)八通道的溫度探測同時克服FFT算法在嵌入式設(shè)備計

3、算速度慢、資源占用高等缺點，系統(tǒng)借鑒鎖相檢測原理，提出了一種基于面積平衡計算的數(shù)字迭代算法。
　　其次，研制了一臺八通道紅藍寶石光纖溫度傳感器樣機，并詳細闡述了該樣機的結(jié)構(gòu)組成，包括光學(xué)系統(tǒng)、處理電路、以及溫度的定標(biāo)這三個部分。該樣機的測溫范圍覆蓋室溫到1000℃，分辨率達到了1℃，并且具有較高的靈敏度，能夠滿足高精度、大范圍以及實時溫度測量性能要求。
　　最后，利用高溫爐完成了光纖溫度傳感器樣機的定標(biāo)，同時通過熱電偶測溫進