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技术文章

光电温度传感器测温新方法说明

点击次数:137 发布时间:2018-08-07

    光电温度传感器系统工作原理:光源经驱动发射的光,经光束器和透镜,聚焦进输入光纤,子啊输入光纤另一端值液芯,由于液芯波导探头的温度变化,使其折射率发生变化,从而只透射出一部分光,这部分光再从输出光纤送到光电探测器,给电信号处理装置的输入端提供一个电信号,光源分束器的另一束光用同样的透镜和光电探测器变成电信号,然后输送到信号处理装置的另一输入端,信号处理装置由转换器和除法器组成,其主要是温度相关输入量作比较运算,以使正比于温度的输入量与光源强度变化无关,电信号经过A/D转换器,最后输入计算机进行信号分析与处理。

    化工厂对药液进行生产配置时,需及时掌握药液的温度并进行处理,在这种易燃、易爆、高压的环境中,采用液芯波导探头的光电温度传感器,对正在加工的药液进行温度的远距离测量,并应用计算机系统对信号加以控制与处理,可以使整个吸入的遥测性能得到明显改善。

光电温度传感器的基本原理:

  光电温度传感器感温管
  根据使用现场需要,选择适用的感温管,诸如耐高温、高压、防炸、抗腐蚀等技术功能要求,为此可选用刚玉管、金属陶瓷管、耐高温合金管等。在测温过程中,将感温管的盲端插入被测温介质或热场中,感温盲端被加热至与被测温度同温,称热端。盲端内表面产生的热辐射与温度符合热辐射定律:
  E=εδT4(1)式中:δ为斯蒂芬为波尔兹曼常数,其大小为5.67×10-8W/m2·K4;ε为黑度系数。由于光电温度传感器感温管内径远小于管长,可以认为是黑体辐射,ε=1.因此,为感温管的互换奠定了理论基础。

  光电温度传感器由物镜、光栏、光电转换器和具有温补特性的负载网络构成。感温管盲端内表面热辐射光束经物端光栏、物镜汇聚,再经象端光栏照射至光电转换器受光面,产生光电信号输出。光路如图2所示。图2光电温度传感器光路示意图由光栏与透镜形成一定的视场角,只能采集盲端很小一段内表面的辐射光,因此,传感器盲端插入深浅不会造成测温误差。由于感温管定长,管腔与光电转换器形成密封腔体,又可认为是黑体辐射,所以形成了插入式,使用条件固定,不受环境干扰的辐射测温新方法。光电转换器选用硅光电池,输出电流受环境温度影响严重,因此设计了具有温度补偿功能的电阻网络,保证在-20~+90℃范围内输出信号电压稳定,极大地减小了附加误差。象端光栏置于焦点与象面之后,沿光轴调整光栏。可调整光电转换器受光面接受光通量的多少,对传感器进行校正。

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