Nguyên lý sử dụng sợi quang huỳnh quang để đo nhiệt độ

Nguyên lý đo nhiệt độ trọn đời huỳnh quang

Sau khi chiếu ánh sáng, các electron trong vật liệu nhạy cảm hấp thụ photon và chuyển từ mức năng lượng thấp sang trạng thái kích thích mức năng lượng cao, và sau đó trở về mức năng lượng thấp thông qua quá trình chuyển đổi bức xạ, phát huỳnh quang. Sự phát huỳnh quang duy trì sau khi loại bỏ ánh sáng kích thích phụ thuộc vào thời gian tồn tại của trạng thái kích thích. Sự phát xạ này thường phân rã theo cấp số nhân, và hằng số thời gian phân rã theo cấp số nhân có thể được sử dụng để đo thời gian tồn tại của trạng thái kích thích, được gọi là thời gian sống huỳnh quang hoặc thời gian phân rã huỳnh quang.

Cảm biến nhiệt độ tuổi thọ huỳnh quang

Tuổi thọ huỳnh quang phụ thuộc vào nhiệt độ. Cảm biến nhiệt độ tuổi thọ huỳnh quang phát ra quang phổ tuyến tính trong phổ khả kiến ​​sau khi một số chất huỳnh quang đất hiếm được chiếu xạ và kích thích bởi ánh sáng cực tím, Đó là, huỳnh quang và ánh sáng phát quang của nó là sự phát quang sau khi ngừng kích thích. Nếu một tham số huỳnh quang bị điều biến bởi nhiệt độ và mối quan hệ là đơn điệu, mối quan hệ này có thể được sử dụng để đo nhiệt độ. Cường độ của phổ tuyến tính có liên quan đến cường độ của nguồn sáng kích thích và nhiệt độ của vật liệu huỳnh quang. Nếu nguồn sáng không đổi, cường độ của phổ tuyến tính huỳnh quang là một hàm giá trị duy nhất của nhiệt độ và phân rã theo thời gian. Nói chung, nhiệt độ bên ngoài càng thấp, huỳnh quang càng mạnh và sự phân rã của ánh sáng sau càng chậm. Bằng cách lọc phổ kích thích thông qua bộ lọc và đo cường độ của các vạch quang phổ phát xạ phát sáng huỳnh quang, nhiệt độ có thể được xác định. Nhưng phương pháp đo này yêu cầu cường độ ánh sáng kích thích và kênh tín hiệu ổn định., điều đó thật khó để đạt được, nên nó ít được sử dụng. Ngoài ra, hằng số thời gian phân rã của ánh sáng huỳnh quang cũng là một hàm giá trị duy nhất của nhiệt độ.

Từ góc độ lý thuyết bán dẫn, sự phân rã và biến mất của ánh sáng sau là quá trình tắt dần của ánh sáng. Nhiệt độ càng cao, dao động của mạng càng mạnh, càng nhiều phonon tham gia vào quá trình hấp thụ, và ánh sáng dập tắt càng nhanh. Do đó, nhiệt độ của vật liệu huỳnh quang quyết định tốc độ dập tắt ánh sáng, Đó là, kích thước của hằng số thời gian phân rã.

Ưu điểm lớn nhất của việc sử dụng tuổi thọ huỳnh quang để đo nhiệt độ là mối quan hệ chuyển đổi nhiệt độ được xác định bởi tuổi thọ huỳnh quang., và không bị ảnh hưởng bởi các yếu tố bên ngoài khác như thay đổi cường độ nguồn sáng kích thích, hiệu suất truyền dẫn sợi quang, hoặc mức độ ghép nối. Do đó, nó có những ưu điểm đáng kể so với phương pháp đo nhiệt độ sử dụng cường độ cực đại huỳnh quang hoặc tỷ lệ cường độ làm tín hiệu cảm biến nhiệt độ, và dựa trên nguyên tắc đo nhiệt độ sợi quang.

Cảm biến nhiệt độ sợi quang, Hệ thống giám sát thông minh, Nhà sản xuất cáp quang phân phối tại Trung Quốc