Kiến thức chuyên môn

Phát triển và ứng dụng cảm biến nhiệt độ sợi quang

2021-04-09
Mọi thứ trong tự nhiên đều liên quan mật thiết đến nhiệt độ. Kể từ khi Galileo phát minh ra nhiệt kế, người ta bắt đầu sử dụng nhiệt độ để đo.
Cảm biến nhiệt độ là loại cảm biến được phát triển sớm nhất và được sử dụng rộng rãi nhất. Nhưng cảm biến thực sự biến nhiệt độ thành tín hiệu điện được phát minh bởi nhà vật lý người Đức Saibei, sau này là cảm biến cặp nhiệt điện. Sau 50 năm, Siemens ở Đức đã phát minh ra nhiệt kế điện trở bạch kim. Với sự hỗ trợ của công nghệ bán dẫn, thế kỷ này đã phát triển nhiều loại cảm biến nhiệt độ trong đó có cảm biến cặp nhiệt điện bán dẫn. Tương ứng, dựa trên quy luật tương tác giữa sóng và vật chất, các cảm biến nhiệt độ âm học, cảm biến hồng ngoại và cảm biến vi sóng đã được phát triển.
Kể từ khi sợi quang ra đời vào những năm 1970, cùng với sự phát triển của công nghệ laze, sợi quang đã được chứng minh là có một loạt các ưu điểm trong lý thuyết và thực tế. Việc ứng dụng sợi quang trong lĩnh vực công nghệ cảm biến cũng ngày càng được chú ý. Với sự phát triển của khoa học công nghệ, nhiều loại cảm biến nhiệt độ sợi quang ra đời, dự kiến ​​trong làn sóng cách mạng công nghệ mới, cảm biến nhiệt độ sợi quang sẽ được sử dụng rộng rãi và đóng nhiều vai trò hơn.
Nguyên lý hoạt động cơ bản của cảm biến nhiệt độ sợi quang là ánh sáng từ nguồn sáng được gửi đến bộ điều chế thông qua sợi quang, và nhiệt độ của thông số cần đo tương tác với ánh sáng đi vào vùng điều chế để gây ra các đặc tính quang học của ánh sáng (chẳng hạn như cường độ và bước sóng của ánh sáng). Thay đổi tần số, pha, v.v., được gọi là đèn tín hiệu điều chế. Sau khi được đưa đến bộ tách sóng qua sợi quang, sau khi giải điều chế sẽ thu được các thông số đo được.
Có nhiều loại cảm biến nhiệt độ sợi quang, có thể được chia thành các loại chức năng và truyền dẫn theo nguyên lý làm việc của chúng. Cảm biến nhiệt độ sợi quang chức năng đo nhiệt độ bằng cách sử dụng các đặc tính khác nhau (pha, phân cực, cường độ, v.v.) của sợi quang như một hàm của nhiệt độ. Mặc dù các cảm biến này có đặc tính truyền và cảm nhận, nhưng chúng cũng làm tăng độ nhạy và giải mẫn cảm.
Sợi của cảm biến nhiệt độ dạng sợi truyền chỉ đóng vai trò truyền tín hiệu quang để tránh môi trường phức tạp của khu vực đo nhiệt độ. Chức năng điều chế của đối tượng cần đo được thực hiện bởi các thành phần nhạy cảm của các thuộc tính vật lý khác. Các cảm biến như vậy, do sự hiện diện của các sợi quang học, có vấn đề về khớp nối quang học với đầu cảm biến, làm tăng độ phức tạp của hệ thống và nhạy cảm với nhiễu như rung cơ học.
Nhiều loại cảm biến nhiệt độ sợi quang đã được phát triển.
Sau đây là phần giới thiệu ngắn gọn về tình trạng nghiên cứu của một số cảm biến nhiệt độ sợi quang chính. Trong số đó có cảm biến nhiệt độ giao thoa sợi quang, cảm biến nhiệt độ sợi quang hấp thụ bán dẫn và cảm biến nhiệt độ cách tử sợi quang.
Kể từ khi ra đời, cảm biến nhiệt độ sợi quang đã được sử dụng trong các hệ thống điện, xây dựng, hóa chất, hàng không vũ trụ, y tế và phát triển hàng hải và đã đạt được một số lượng lớn các kết quả ứng dụng đáng tin cậy. Ứng dụng của nó là một lĩnh vực đang đi lên và có triển vọng phát triển rất rộng. Cho đến nay, đã có nhiều công trình nghiên cứu liên quan trong và ngoài nước, mặc dù đã có những bước phát triển vượt bậc về độ nhạy, dải đo và độ phân giải, nhưng tôi tin rằng với việc đi sâu nghiên cứu, theo mục đích ứng dụng cụ thể, sẽ có nhiều và độ chính xác cao hơn, cấu trúc đơn giản hơn, chi phí thấp hơn, nhiều giải pháp thiết thực hơn và thúc đẩy hơn nữa sự phát triển của cảm biến nhiệt độ.
We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies. Privacy Policy
Reject Accept