Como usar fibra óptica fluorescente para medir temperatura princípio-INNO

Princípio da medição de temperatura vitalícia de fluorescência

Depois de ser irradiado com luz, os elétrons no material sensível absorvem fótons e fazem a transição do estado de baixo nível de energia para o estado excitado de alto nível de energia, e então retornar ao nível de baixa energia através da transição de radiação, emitindo fluorescência. A emissão sustentada de fluorescência após a eliminação da luz de excitação depende do tempo de vida do estado excitado. Esta emissão normalmente decai exponencialmente, e a constante de tempo do decaimento exponencial pode ser usada para medir o tempo de vida do estado excitado, que é chamado de tempo de vida da fluorescência ou tempo de decaimento da fluorescência.

Sensor de temperatura vitalício de fluorescência

A duração da vida útil da fluorescência depende da temperatura. Sensores de temperatura fluorescentes vitalícios emitem espectros lineares no espectro visível depois que certas substâncias fluorescentes de terras raras são irradiadas e excitadas por luz ultravioleta, Isto é, fluorescência e seu brilho residual são a luminescência após a interrupção da excitação. Se um parâmetro de fluorescência é modulado pela temperatura e a relação é monotônica, esta relação pode ser usada para medição de temperatura. A intensidade do espectro linear está relacionada à intensidade da fonte de luz de excitação e à temperatura do material fluorescente. Se a fonte de luz for constante, a intensidade do espectro linear fluorescente é uma função de valor único da temperatura e decai ao longo do tempo. Geralmente, quanto menor a temperatura externa, quanto mais forte a fluorescência e mais lenta a decadência do brilho residual. Filtrando o espectro de excitação através de um filtro e medindo a intensidade das linhas espectrais de emissão de brilho residual de fluorescência, a temperatura pode ser determinada. Mas este método de medição requer intensidade de luz de excitação estável e canal de sinal, o que é difícil de conseguir, então raramente é usado. Além disso, a constante de tempo de decaimento do brilho residual da fluorescência também é uma função de valor único da temperatura.

Da perspectiva da teoria dos semicondutores, a decadência e o desaparecimento do brilho residual é o processo de extinção da luz. Quanto maior a temperatura, quanto mais forte for a vibração da rede, mais fônons participam da absorção, e quanto mais rápido a extinção da luz. Portanto, a temperatura dos materiais fluorescentes determina a velocidade de extinção da luz, Isto é, o tamanho da constante de tempo de decaimento.

A maior vantagem de usar o tempo de vida de fluorescência para medição de temperatura é que a relação de conversão de temperatura é determinada pelo tempo de vida de fluorescência, e não é afetado por outros fatores externos, como mudanças na intensidade da fonte de luz de excitação, eficiência de transmissão de fibra, ou grau de acoplamento. Portanto, tem vantagens significativas sobre o método de medição de temperatura usando intensidade de pico de fluorescência ou razão de intensidade como sinal de detecção de temperatura, e é baseado no princípio da medição de temperatura por fibra óptica.