熒光式光纖溫度傳感器是目前應(yīng)用最先進(jìn)的儀器儀表類測溫系統(tǒng),。

光纖溫度傳感器可分為兩種類型：元件型和透射型。

前者采用光纖作為敏感元件,，后者采用光纖作為傳輸線,。

元件式光纖溫度傳感器的工作原理

元件光纖溫度傳感器圖是利用光振動幅度隨溫度變化的傳感器,。

光纖芯的直徑和折射率隨溫度的變化而變化，光在光纖中傳播的光由于路線不均勻而分散,，導(dǎo)致光幅值的變化,。

是利用光學(xué)偏振面旋轉(zhuǎn)的傳感器。

單模光纖的偏振面隨溫度的變化而旋轉(zhuǎn),，通過偏振片得到振幅的變化,。

是使用光學(xué)相位變化的傳感器。單模光纖的長度,、折射率和芯徑隨溫度的變化而變化,，利用干涉儀可以得到光在光纖中傳播的相位變化。用于檢測相位變化的基本系統(tǒng)是Mahzard干涉儀,。測量相位變化的基本系統(tǒng)是，在該儀器中,，信號光纖的光與穩(wěn)定的參考光束混合在一起,。由于信號光纖受測量參數(shù)的影響，由信號光纖傳播的光信號的相位發(fā)生變化,，因此兩個光柱之間會發(fā)生干涉,。原則上，一個合適的相位檢測器可以用來檢測小的變化,，而條紋計數(shù)器可以用來檢測大的變化,。

參考光束根據(jù)應(yīng)用狀態(tài)可以通過或不通過頻移，光的頻移通常由Bulger盒完成,。干涉儀的布局非常嚴(yán)格,。其中一個主要的困難是光的偏振面在穿過光纖后會被散射。這樣,，由于參考光束和信號光束的正交偏振,，有時無法觀測到干涉條紋。光纖溫度計是一種非常敏感的儀器,。如果參考光程是穩(wěn)定的,，則可以測量溫度的一小部分。上述光纖溫度傳感器各有優(yōu)缺點,，但后續(xù)光纖溫度傳感器在實際應(yīng)用中處于領(lǐng)先地位,。透射式光纖溫度傳感器的工作原理如下圖所示。傳輸光纖溫度傳感器圖(A)是一種由熱傳感器,、LED和光纖組成的光纖溫度傳感器,。

一種將溫度轉(zhuǎn)換為光學(xué)透過率和反射率的光纖溫度傳感器。通常,，傳輸傳感器可以在光纖中獲得大量的光通量,，因此采用多模光纖,。光纖溫度傳感器在各種溫度傳感器中的應(yīng)用前景尚不明朗，但在醫(yī)療,、環(huán)保,、工業(yè)自動控制等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。目前,，光纖溫度傳感器主要有兩種：輻射(紅外)光纖溫度傳感器和半導(dǎo)體吸收光纖溫度傳感器,。輻射(紅外)光纖溫度傳感器輻射光纖溫度傳感器由光纖耦合器、傳輸光纖和光電轉(zhuǎn)換器組成,，如下圖所示輻射光纖溫度傳感器的原理和結(jié)構(gòu)利用光纖的耦合和傳輸特性,，將被測物體表面(與被測物體表面溫度有關(guān))的輻射能主要傳輸?shù)焦怆娞綔y器，并將其轉(zhuǎn)換為電能輸出,。

1.光耦合器是決定傳感器靈敏度的主要元件,，因此光耦合效率是一個非常重要的問題。光纖的耦合效率直接關(guān)系到光纖的數(shù)值孔徑,。為了提高傳感器的靈敏度,，必須采用大數(shù)值孔徑光纖。然而,，光纖的數(shù)值孔徑直接影響傳感器距離系數(shù)的性能指標(biāo),，因此需要綜合考慮。透過率是透射纖維的主要參數(shù),。

為了提高透光率,，在固定材料時，主要的方法是增大光纖的直徑,，縮短光纖的長度,。實驗證明，當(dāng)光纖的材料,、結(jié)構(gòu)和耦合方式固定時,，透射率是一個穩(wěn)定的參數(shù)。但是,，當(dāng)光纖使用不同的材料,、不同的直徑和不同的長度時，其透光率是不同的,。

3.光電轉(zhuǎn)換器本部分的主要功能是將光學(xué)信息轉(zhuǎn)換為電輸出和顯示,。光電轉(zhuǎn)換元件通常采用硅光電池、PBS或其它探測器,。由于紅外探測器的光敏元件面積大,，直接耦合光纖可以獲得光敏元件的效率。通常的直接出口聯(lián)軸器的效率可達(dá)85%以上,。

除了光纖的輸出端與探測器之間的直接耦合外,，還可以采用調(diào)制盤耦合,。半導(dǎo)體光纖溫度傳感器如下圖所示。光纖溫度傳感器的切割光纖安裝在薄鋼管中,。光纖兩側(cè)(如GaAs或InP)之間有一個半導(dǎo)體溫敏片,，半導(dǎo)體溫敏片的透射光強(qiáng)隨測量溫度的變化而變化。因此,，當(dāng)在光纖的一端輸入恒定的光強(qiáng)時,，由于半導(dǎo)體溫度傳感片的傳輸能力隨溫度的變化，光纖另一端接收元件接收到的光強(qiáng)也隨所測溫度的變化而變化,。因此,，可以通過測量接收元件的輸出電壓來測量傳感器位置的

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