Alles in der Natur hängt eng mit der Temperatur zusammen. Seit Galilei das Thermometer erfunden hat, begannen die Menschen, die Temperatur zur Messung zu nutzen.
Temperatursensoren sind die am frühesten entwickelten und am weitesten verbreiteten Sensoren. Doch der Sensor, der die Temperatur wirklich in ein elektrisches Signal umwandelt, wurde vom deutschen Physiker Saibei erfunden, dem späteren Thermoelement-Sensor. Nach 50 Jahren erfand Siemens in Deutschland das Platin-Widerstandsthermometer. Mit Unterstützung der Halbleitertechnologie wurde in diesem Jahrhundert eine Vielzahl von Temperatursensoren entwickelt, darunter auch Halbleiter-Thermoelementsensoren. Dementsprechend wurden auf der Grundlage des Wechselwirkungsgesetzes zwischen Wellen und Materie akustische Temperatursensoren, Infrarotsensoren und Mikrowellensensoren entwickelt.
Seit dem Aufkommen optischer Fasern in den 1970er Jahren und der Entwicklung der Lasertechnologie hat sich gezeigt, dass optische Fasern in Theorie und Praxis eine Reihe von Vorteilen bieten. Auch der Einsatz optischer Fasern im Bereich der Sensorik erfährt zunehmende Aufmerksamkeit. Mit der Entwicklung von Wissenschaft und Technologie sind viele faseroptische Temperatursensoren entstanden, und es wird erwartet, dass faseroptische Temperatursensoren im Zuge der neuen technologischen Revolution weit verbreitet sein und eine größere Rolle spielen werden.
Das grundlegende Funktionsprinzip des faseroptischen Temperatursensors besteht darin, dass das Licht von der Lichtquelle über die optische Faser zum Modulator geleitet wird und die Temperatur des zu messenden Parameters mit dem in die Modulationszone eintretenden Licht interagiert, um optische Eigenschaften zu bewirken das Licht (wie die Intensität und Wellenlänge des Lichts). Änderung der Frequenz, Phase usw., sogenanntes moduliertes Signallicht. Nach dem Senden an den Fotodetektor über die optische Faser und nach der Demodulation werden die gemessenen Parameter erhalten.
Es gibt viele Arten von faseroptischen Temperatursensoren, die je nach Funktionsprinzip in Funktions- und Übertragungstypen unterteilt werden können. Der funktionale Temperatursensor für optische Fasern misst die Temperatur, indem er verschiedene Eigenschaften (Phase, Polarisation, Intensität usw.) der optischen Faser als Funktion der Temperatur nutzt. Obwohl diese Sensoren Übertragungs- und Erfassungseigenschaften haben, erhöhen sie auch die Empfindlichkeit und Desensibilisierung.
Die Faser des Fasertemperatursensors vom Transmissionstyp dient lediglich der optischen Signalübertragung, um die komplizierte Umgebung des Temperaturmessbereichs zu vermeiden. Die Modulationsfunktion des Messobjekts wird durch empfindliche Komponenten anderer physikalischer Eigenschaften realisiert. Solche Sensoren haben aufgrund des Vorhandenseins optischer Fasern Probleme mit der optischen Kopplung mit dem Sensorkopf, erhöhen die Komplexität des Systems und sind empfindlich gegenüber Störungen wie mechanischen Vibrationen.
Es wurden verschiedene faseroptische Temperatursensoren entwickelt.
Im Folgenden finden Sie eine kurze Einführung in den Forschungsstand mehrerer wichtiger faseroptischer Temperatursensoren. Dazu gehören faseroptische Interferenztemperatursensoren, Halbleiter-Absorptionsfasertemperatursensoren und Fasergitter-Temperatursensoren.
Seit ihrer Einführung werden faseroptische Temperatursensoren in Energiesystemen, im Baugewerbe, in der Chemie-, Luft- und Raumfahrt-, Medizin- und Schifffahrtsentwicklung eingesetzt und haben eine Vielzahl zuverlässiger Anwendungsergebnisse erzielt. Seine Anwendung ist ein aufstrebendes Feld mit sehr breiten Entwicklungsperspektiven. Bisher gab es viele verwandte Forschungen im In- und Ausland, obwohl es große Entwicklungen in Bezug auf Empfindlichkeit, Messbereich und Auflösung gegeben hat, aber ich glaube, dass es mit der Vertiefung der Forschung je nach spezifischem Anwendungszweck mehr und mehr geben wird höhere Präzision, einfacherer Aufbau, geringere Kosten, praktischere Lösungen und weitere Förderung der Entwicklung von Temperatursensoren.
