Comment utiliser la fibre optique fluorescente pour mesurer le principe de température-INNO

Principe de mesure de la température à vie par fluorescence

Après avoir été irradié par la lumière, les électrons dans le matériau sensible absorbent les photons et passent d'un niveau d'énergie faible à un niveau d'énergie élevé à l'état excité, puis revenir à un niveau d'énergie faible par transition de rayonnement, émettant de la fluorescence. L'émission de fluorescence soutenue après l'élimination de la lumière d'excitation dépend de la durée de vie de l'état excité.. Cette émission décroît généralement de façon exponentielle, et la constante de temps de la décroissance exponentielle peut être utilisée pour mesurer la durée de vie de l'état excité, ce qu'on appelle la durée de vie de la fluorescence ou le temps de décroissance de la fluorescence.

Capteur de température à durée de vie fluorescente

La durée de vie de la fluorescence dépend de la température. Les capteurs de température à durée de vie de fluorescence émettent des spectres linéaires dans le spectre visible après que certaines substances fluorescentes de terres rares soient irradiées et excitées par la lumière ultraviolette., c'est, la fluorescence et sa rémanence sont la luminescence après l'arrêt de l'excitation. Si un paramètre de fluorescence est modulé par la température et que la relation est monotone, cette relation peut être utilisée pour la mesure de la température. L'intensité du spectre linéaire est liée à l'intensité de la source lumineuse d'excitation et à la température du matériau fluorescent. Si la source lumineuse est constante, l'intensité du spectre linéaire fluorescent est une valeur unique fonction de la température et décroît avec le temps. En général, plus la température extérieure est basse, plus la fluorescence est forte et plus la décroissance de la rémanence est lente. En filtrant le spectre d'excitation à travers un filtre et en mesurant l'intensité des raies spectrales d'émission de rémanence de fluorescence, la température peut être déterminée. Mais cette méthode de mesure nécessite une intensité lumineuse d'excitation et un canal de signal stables, ce qui est difficile à réaliser, donc il est rarement utilisé. En outre, la constante de temps de décroissance de la rémanence de fluorescence est également une fonction à valeur unique de la température.

Du point de vue de la théorie des semi-conducteurs, la dégradation et la disparition de la rémanence sont le processus d'extinction de la lumière. Plus la température est élevée, plus la vibration du réseau est forte, plus les phonons participent à l’absorption, et plus la lumière s'éteint rapidement. Donc, la température des matériaux fluorescents détermine la vitesse d'extinction de la lumière, c'est, la taille de la constante de temps de décroissance.

Le plus grand avantage de l'utilisation de la durée de vie de la fluorescence pour la mesure de la température est que la relation de conversion de température est déterminée par la durée de vie de la fluorescence., et n'est pas affecté par d'autres facteurs externes tels que les changements dans l'intensité de la source lumineuse d'excitation, efficacité de transmission par fibre optique, ou diplôme de couplage. Donc, il présente des avantages significatifs par rapport à la méthode de mesure de la température utilisant l'intensité du pic de fluorescence ou le rapport d'intensité comme signal de détection de température, et est basé sur le principe de la mesure de la température par fibre optique.