Profesinės žinios

Šviesolaidinio temperatūros jutiklio kūrimas ir pritaikymas

2021-04-09
Gamtoje viskas yra glaudžiai susijusi su temperatūra. Nuo tada, kai Galilėjus išrado termometrą, žmonės pradėjo matuoti temperatūrą.
Temperatūros jutikliai yra anksčiausiai sukurti ir plačiausiai naudojami jutikliai. Tačiau jutiklį, kuris iš tikrųjų paverčia temperatūrą elektriniu signalu, išrado vokiečių fizikas Saibei, vėlesnis termoporos jutiklis. Po 50 metų Siemens Vokietijoje išrado platinos atsparumo termometrą. Remdamasis puslaidininkių technologijomis, šiame amžiuje buvo sukurti įvairūs temperatūros jutikliai, įskaitant puslaidininkinius termoporos jutiklius. Atitinkamai, remiantis bangų ir materijos sąveikos dėsniu, buvo sukurti akustiniai temperatūros jutikliai, infraraudonųjų spindulių jutikliai ir mikrobangų jutikliai.
Nuo 1970-ųjų, kai atsirado optinis pluoštas, vystantis lazerinei technologijai, buvo įrodyta, kad optinis pluoštas turi daugybę pranašumų teorijoje ir praktikoje. Vis daugiau dėmesio sulaukia ir šviesolaidžio pritaikymas jutimo technologijų srityje. Tobulėjant mokslui ir technologijoms, atsirado daug šviesolaidinių temperatūros jutiklių, todėl tikimasi, kad naujos technologinės revoliucijos bangoje šviesolaidiniai temperatūros jutikliai bus plačiai naudojami ir atliks daugiau vaidmenų.
Pagrindinis šviesolaidinio temperatūros jutiklio veikimo principas yra tas, kad šviesa iš šviesos šaltinio siunčiama į moduliatorių per optinį skaidulą, o matuojamo parametro temperatūra sąveikauja su šviesa, patenkančia į moduliavimo zoną, kad sukeltų optines savybes. šviesa (pvz., šviesos intensyvumas ir bangos ilgis). Dažnio, fazės ir kt. pokytis, vadinamas moduliuota signaline šviesa. Nusiuntus į fotodetektorių per šviesolaidį, po demoduliacijos gaunami išmatuoti parametrai.
Yra daugybė šviesolaidinių temperatūros jutiklių tipų, kuriuos pagal veikimo principus galima suskirstyti į funkcinius ir perdavimo tipus. Funkcinis optinio pluošto temperatūros jutiklis matuoja temperatūrą naudodamas įvairias optinio pluošto charakteristikas (fazę, poliarizaciją, intensyvumą ir kt.) kaip temperatūros funkciją. Nors šie jutikliai turi perdavimo ir jutimo charakteristikas, jie taip pat padidina jautrumą ir desensibilizaciją.
Perdavimo tipo pluošto temperatūros jutiklio pluoštas tarnauja tik kaip optinio signalo perdavimas, kad būtų išvengta sudėtingos temperatūros matavimo srities aplinkos. Matuojamo objekto moduliavimo funkcija realizuojama kitų fizikinių savybių jautriais komponentais. Tokie jutikliai dėl optinių skaidulų turi optinio sujungimo problemų su jutiklio galvute, padidina sistemos sudėtingumą ir yra jautrūs trikdžiams, tokiems kaip mechaninė vibracija.
Sukurta įvairių šviesolaidinių temperatūros jutiklių.
Toliau pateikiamas trumpas įvadas į kelių pagrindinių šviesolaidinių temperatūros jutiklių tyrimų būklę. Tarp jų yra optinio pluošto trukdžių temperatūros jutikliai, puslaidininkių sugerties pluošto temperatūros jutikliai ir pluošto grotelių temperatūros jutikliai.
Nuo pat įkūrimo šviesolaidiniai temperatūros jutikliai buvo naudojami elektros energijos sistemose, statybose, chemijos, kosmoso, medicinos ir jūrų kūrimo srityse ir pasiekė daug patikimų taikymo rezultatų. Jo taikymas yra didėjantis ir turintis labai plačias plėtros perspektyvas. Iki šiol buvo atlikta daug susijusių tyrimų šalyje ir užsienyje, nors buvo labai patobulintas jautrumas, matavimo diapazonas ir skiriamoji geba, tačiau manau, kad gilėjant tyrimams, atsižvelgiant į konkretų taikymo tikslą, bus daugiau ir didesnis tikslumas, paprastesnė struktūra, mažesnė kaina, praktiškesni sprendimai ir toliau skatinamas temperatūros jutiklių kūrimas.
X
We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies. Privacy Policy
Reject Accept