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光纤温度传感器的系统结构及工作原理

AI失心 2016-07-19 04:05:12 532  浏览
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  • 罗琼1124 2018-02-25 00:00:00
    从室温到1800℃全程测温的光纤温度传感器的系统主要包括端部掺杂的光纤传感头、 Y型石英光纤传导束、 超高亮发光二极管(LED)及驱动电路、 光电探测器、荧光信号处理系统和辐射信号处理系统。 系统的工作原理为: 在低温区(400℃以下), 辐射信号较弱, 系统开启发光二极管(LED)使荧光测温系统工作。 发光二极管发射调制的激励光, 经聚光镜耦合到Y型光纤的分支端, 由Y型光纤并通过光纤耦合器耦合到光纤温度传感头。 光纤传感头端部受激励光激发而发射荧光, 荧光信号由光纤导出, 并通过光纤耦合器从Y型光纤的另一分支端射出, 由光电探测器接收。 光电探测器输出的光信号经放大后由荧光信号处理系统处理, 计算荧光寿命并由此得到所测温度值。 而在高温区(400℃以上), 辐射信号足够强, 辐射测温系统工作, 发光二极管关闭。 辐射信号通过蓝宝石光纤并通过Y型光纤输出, 由探测器转换成电信号, 系统通过检测辐射信号强度计算得到所测温度。 光纤传感头端部由Cr3+离子掺杂, 实现光激励时的荧光发射。 掺杂部分光纤长度为8~10 mm。 端部光纤的外表面同时镀覆黑体腔, 用于辐射测温。 (这时,光纤黑体腔长度与直径之比大于10,可以满足黑体腔表观辐射率恒定的要求)。 值得注意的是, 避免或减少荧光发射部分与热辐射部分的相互干扰, 对保证整个系统的性能十分重要。 经过分析, 可以发现这种干扰主要表现为: 1) 荧光信号中辐射背景信号对荧光寿命检测精度的影响, 2) 光纤表面镀覆对荧光强度的影响, 3) 光纤内Cr3+离子掺杂对黑体腔热辐射信号的影响。

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  • 航锥腊媒顿么 2016-07-20 00:00:00
      光纤温度传感器的结构原理有很多种。其基本系统结构如图。    光纤温度传感器,是一类利用在光线在光线中传输时,光的振幅、相位、频率、偏振态等随光纤温度变化而变化的原理制作的传感器。  光纤温度传感器一般分为两类:一类是光导纤维只起到传输光的作用,必须在光纤端面加装其它敏感元件才能构成新型传感器的传输型传感器;另一类是利用光导纤维本身具有的某种敏感功能而使光纤起测量温度的作用,属于功能型,光纤既感知信息,又传输信息。    传输型传感器:      根据几何光学理论(参照上图),当光线以某—较小的入射角,由折射率为n1的光密物质射向折射率为n2的光疏物质,则一部分入射光以折射角折射入光疏物质,其余部分以角度反射回光密物质。 当光线的入射角θ1增大到某一角度θc时,透射入光疏物质的折射光则沿界面传播,当入射角θ1>θc 时,光线不会透过其界面,而全部反射到光密物质内部,也就是说光被全反射。根据这个原理(参照下图),只要使光线射入光纤端面的光与光轴的夹角θ0小于一定值,则入射到光纤纤芯和包层界面的φ1角就满足大于临界角的条件,光线就射不出光纤的纤芯。光线在纤芯和包层的界面上不断地产生全反射而向前传播,光就能从光纤的一端以光速传播到另一端,这就是光纤传光的基本原理。  从光纤的传输原理可知,在特定条件下,光在光纤中不是沿着纤芯传递的,而是反复折射传递的。  这时纤芯、包层的密度,射入纤芯的外来光线都可以影响光在纤芯中传输的振幅、相位、频率、偏振态。而功能型的光纤传感器就是利用温度和这种影响的关系,做出的传感器。  例如:干涉式光纤温度传感器:(如下图 )来自激光器的光束被波导分成两路,分别经过 L1 和 L2 两条光纤后,在输出端重新合成。当温度变化时,两束光由于相位不同而发生干涉,干涉产生的光强按正弦规律周期性变化并与长度差 L2-L2 成正比 通过干涉式温度传感器光强的检测,可达到检测温度的目的。

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按加热室的结构和操作时溶

液的流动情况,可将工业中常用的间接加热蒸发器分为循环型(非膜

式)和单程型(膜式)两大类。

一、循环型(非膜式)蒸发器

这类蒸发器的特点是溶液在蒸发器内作连续的循环运动,

以提高

传热效果、

缓和溶液结垢情况。由于引起循环运动的原因不同,

可分

为自然循环和强制循环两种类型。

前者是由于溶液在加热室不同位置

上的受热程度不同,

产生了密度差而引起的循环运动;

后者是依靠外

加动力迫使溶液沿一个方向作循环流动。

(一)*循环管式(或标准式)蒸发器

*循环管式蒸发器,

加热室由垂直管束组成,

管束*有一根

直径较粗的管子。

细管内单位体积溶液受热面大于粗管的,

即前者受

热好,溶液汽化得多,因此细管内汽液混合物的密度比粗管内的小,

这种密度差促使溶液作沿粗管下降而沿细管上升的连续规则的自然

循环运动。

粗管称为降液管或*循环管,

细管称为沸腾管或加热管。

为了促使溶液有良好的循环,

*循环管截面积一般为加热管总截面

积的

40%一

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结构

钳形交流电流表实质上是由一只电流互感器和一只整流系仪表所组成,被测量的载流导线相当于电流互感器的原绕组,在铁芯上的是电流互感器的副边绕组,副边绕组与整流系仪表接通。根据电流互感器原、副边绕组间一定的变化比例关系,整流系仪表的便可以显示出被测量线路的电流值。

钳形交直流表是一个电磁系仪表,放置在钳口中的被测量载流导线作为励磁线圈,磁通在铁芯中形成回路,电磁式测量机构位于铁芯的缺口中间,受磁场的作用而偏转,获得读数。因其偏转不受测量电流的影响,所以可测量交直流电流。

使用方法

钳形电流表的使用方法简单,如下图所示,测量电流时只需要将正在运行的待测导线夹入钳形电流表的钳形铁芯内,然后读取数显屏或指示盘上的读数即可。使用很简单吧,夹住测量导线就行了。不过现在数字钳形电流表的广泛使用,给钳形表增加了很多万用表的功能,比如电压、温度、电阻等(有时称这类多功能钳形表为钳形万用表,如右图所示,仪表上有两个表笔插孔),可通过旋钮选择不同功能,使用方法与一般数字万用表相差无几。对于一些特有功能按钮的含义,则应参考对应的说明书。

夹住一条流过电流的电线即可调整适当的量程即可进行测量。

此外使用钳形电流表时应注意以下几个问题:

1、选择合适的量程挡,不可以用小量程挡测量大电流,如果被测电流较小,可将载流导线多绕几个圈放入钳口进行测量,但是应将读数除以绕线圈数后才是实际的电流值。测量完毕后要将调解开关放在最大量程挡位置(或关闭位置),以便下次安全使用。

2、不要在测量过程中切换量程挡。

3、注意电路上的电压要低于钳形表额定值,不可用钳形电流表去测量高压电路的电流,否则,容易造成事故或引起触电危险。

以上内容由普科科技prbtek为大家分享,如您在使用过程中有什么问题,欢迎访问普科科技PRBTEK官网www.prbtek.com。

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