So verwenden Sie fluoreszierende optische Fasern zum Messen des Temperaturprinzips

Prinzip der Messung der Fluoreszenzlebensdauertemperatur

Nach Bestrahlung mit Licht, Die Elektronen im empfindlichen Material absorbieren Photonen und gehen vom niedrigen Energieniveau in den angeregten Zustand mit hoher Energie über, und kehren dann durch den Strahlungsübergang auf ein niedriges Energieniveau zurück, emittieren Fluoreszenz. Die anhaltende Fluoreszenzemission nach Eliminierung des Anregungslichts hängt von der Lebensdauer des angeregten Zustands ab. Diese Emission zerfällt typischerweise exponentiell, und die Zeitkonstante des exponentiellen Zerfalls kann verwendet werden, um die Lebensdauer des angeregten Zustands zu messen, Dies wird als Fluoreszenzlebensdauer oder Fluoreszenzabklingzeit bezeichnet.

Fluoreszenz-Lebensdauer-Temperatursensor

Die Länge der Fluoreszenzlebensdauer hängt von der Temperatur ab. Fluoreszenz-Lebensdauer-Temperatursensoren emittieren lineare Spektren im sichtbaren Spektrum, nachdem bestimmte fluoreszierende Seltenerdsubstanzen bestrahlt und durch ultraviolettes Licht angeregt werden, Das heißt, Fluoreszenz und ihr Nachleuchten sind die Lumineszenz nach dem Ende der Anregung. Wenn ein Fluoreszenzparameter durch die Temperatur moduliert wird und die Beziehung monoton ist, Dieser Zusammenhang kann zur Temperaturmessung genutzt werden. Die Intensität des linearen Spektrums hängt von der Intensität der Anregungslichtquelle und der Temperatur des fluoreszierenden Materials ab. Wenn die Lichtquelle konstant ist, Die Intensität des linearen Fluoreszenzspektrums ist eine Einzelwertfunktion der Temperatur und nimmt mit der Zeit ab. Allgemein, desto niedriger ist die Außentemperatur, Je stärker die Fluoreszenz und desto langsamer der Abfall des Nachleuchtens. Durch Herausfiltern des Anregungsspektrums durch einen Filter und Messen der Intensität der Fluoreszenz-Nachleucht-Emissionsspektrallinien, Die Temperatur kann bestimmt werden. Diese Messmethode erfordert jedoch eine stabile Anregungslichtintensität und einen stabilen Signalkanal, was schwer zu erreichen ist, Daher wird es selten verwendet. Außerdem, Die Abklingzeitkonstante des Fluoreszenznachleuchtens ist ebenfalls eine Einzelwertfunktion der Temperatur.

Aus Sicht der Halbleitertheorie, Der Zerfall und das Verschwinden des Nachglühens ist der Löschvorgang des Lichts. Je höher die Temperatur, desto stärker ist die Gitterschwingung, desto mehr Phononen nehmen an der Absorption teil, und desto schneller ist die Lichtlöschung. Deshalb, Die Temperatur fluoreszierender Materialien bestimmt die Geschwindigkeit der Lichtlöschung, Das heißt, die Größe der Abklingzeitkonstante.

Der größte Vorteil der Verwendung der Fluoreszenzlebensdauer zur Temperaturmessung besteht darin, dass die Temperaturumwandlungsbeziehung durch die Fluoreszenzlebensdauer bestimmt wird, und wird nicht durch andere externe Faktoren wie Änderungen in der Intensität der Anregungslichtquelle beeinflusst, Effizienz der Glasfaserübertragung, oder Kopplungsgrad. Deshalb, Es bietet erhebliche Vorteile gegenüber der Temperaturmessmethode, bei der die Intensität oder das Intensitätsverhältnis der Fluoreszenzspitze als Temperaturmesssignal verwendet wird, und basiert auf dem Prinzip der faseroptischen Temperaturmessung.

Faseroptischer Temperatursensor, Intelligentes Überwachungssystem, Verteilter Glasfaserhersteller in China