光纤温度传感器实用化若干关键问题的研究

作     者：施清平 

作者单位：哈尔滨工程大学 

学位级别：硕士

导师姓名：苑立波

授予年度：2007年

学科分类：08[工学] 0803[工学-光学工程] 

主      题：温度检测 实用化研究 点式测量 微小型探头 光源软补偿 

摘      要：温度测量在目前工业、科学、安全等领域的应用显得越来越重要。然而，在一些特殊的应用环境中，例如高电磁干扰、易燃易爆、强腐蚀环境等，传统的基于电的温度检测系统很难满足需要，而采用光纤技术的温度传感器在这方面具有其独特的优势。根据实现方法的不同，光纤传感器具有各自特点和相应的适用范围。 本论文的研究具有很强的实用化项目背景，针对不同的应用环境和应用需求，重点研究了一种基于GaAs晶体吸收边带温度效应的点式温度传感器的实用化。研究工作必须在满足客户需求的情况下，以最大可能的降低系统成本和实用化为原则，使这种点式光纤温度传感器能真正地走出实验室研究。 通过不断改进探头封装，详细分析影响光源稳定性因素，克服了阻碍该种光纤温度传感器实际应用的两个难题：点式探头的可实用化和光源的稳定性问题。 制作了可实用化的检测系统，通过测量分析，该系统测量分辨率为0.2°C，精度为0.5°C，由于其微小的探头设计，响应速度跟水银温度计相当。 通过本文的实用化研究，真正使这种点式光纤温度传感器进入实用化阶段，目前就已在电厂高压柜上使用半年，客户反响很好。总的来说，经过实验测量和现场试用，这种点式光纤温度测量系统响应速度快、时间稳定性好、精度较高、具有抗液体腐蚀、结构简单不易损坏等优点。能够满足特定应用，具有很好的推广价值。