Кәсіби білім

Талшықты-оптикалық температура датчигін жасау және қолдану

2021-04-09
Табиғаттағы барлық нәрсе температурамен тығыз байланысты. Галилей термометрді ойлап тапқаннан бастап, адамдар температураны өлшеу үшін қолдана бастады.
Температура датчиктері - ең ерте дамыған және кеңінен қолданылатын датчиктер. Бірақ температураны электр сигналына айналдыратын сенсорды неміс физигі Сайбей ойлап тапты, кейінірек термопар сенсоры. 50 жылдан кейін Германиядағы Siemens платинаға төзімділік термометрін ойлап тапты. Жартылай өткізгіш технологиясының қолдауымен бұл ғасырда температура датчиктері, соның ішінде жартылай өткізгіш термопара датчиктері дамыды. Сәйкесінше, толқындар мен заттардың өзара әрекеттесу заңына сүйене отырып, акустикалық температура датчиктері, инфрақызыл датчиктер және микротолқынды датчиктер жасалды.
Оптикалық талшық пайда болғаннан бастап 1970 жылдары, лазерлік технология дамыған кезде, оптикалық талшық теория мен практикада бірқатар артықшылықтарға ие екендігі дәлелденді. Оптикалық талшықты зондтау технологиясы саласында қолдануға да үлкен көңіл бөлінді. Ғылым мен техниканың дамуымен көптеген талшықты-оптикалық температура датчиктері пайда болды және жаңа технологиялық революция толқынында талшықты-оптикалық температура датчиктері кеңінен қолданылып, көп рөл атқарады деп күтілуде.
Талшықты-оптикалық температура сенсорының негізгі жұмыс принципі - жарық көзінен шыққан жарық модуляторға оптикалық талшық арқылы жіберіледі, ал өлшенетін параметрдің температурасы модуляция аймағына кіретін жарықпен өзара әрекеттесіп, оптикалық қасиеттерді тудырады. жарық (мысалы, жарықтың қарқындылығы мен толқын ұзындығы). Модуляцияланған сигнал жарығы деп аталатын жиіліктің, фазаның және т.б. өзгеруі. Фотодетекторға оптикалық талшық арқылы жіберілгеннен кейін, демодуляциядан кейін өлшенген параметрлер алынады.
Оптикалық-оптикалық температура датчиктерінің көптеген түрлері бар, оларды жұмыс принциптері бойынша функционалды және беріліс түрлеріне бөлуге болады. Функционалды оптикалық талшықты температура сенсоры температура функциясы ретінде оптикалық талшықтың әр түрлі сипаттамаларын (фаза, поляризация, қарқындылық және т.б.) қолдану арқылы температураны өлшейді. Бұл сенсорлар беру және сезу сипаттамаларына ие болғанымен, олар сезімталдық пен десенсибилизацияны арттырады.
Тарату түріндегі талшықты температура сенсорының талшығы тек температураны өлшеу аймағының күрделі ортасын болдырмау үшін оптикалық сигнал беру қызметін атқарады. Өлшенетін объектінің модуляция функциясы басқа физикалық қасиеттердің сезімтал компоненттерімен жүзеге асырылады. Мұндай датчиктер, оптикалық талшықтардың болуына байланысты, сезімтал басымен оптикалық байланыс проблемалары туындайды, жүйенің күрделілігін арттырады және механикалық діріл сияқты кедергілерге сезімтал.
Әр түрлі талшықты-оптикалық температура датчиктері жасалды.
Төменде бірнеше негізгі талшықты-оптикалық температура датчиктерінің зерттеу мәртебесіне қысқаша кіріспе келтірілген. Олардың арасында талшықты-оптикалық интерференциялы температура датчиктері, жартылай өткізгішті сіңіру талшығының температуралық датчиктері және талшық торының температуралық датчиктері бар.
Құрылғаннан бастап температура талшықты-оптикалық сенсорлары энергетикалық жүйелерде, құрылыста, химиялық, аэроғарыштық, медициналық және теңіздік дамуда қолданылып келеді және қолданудың көптеген нәтижелеріне қол жеткізді. Оны қолдану өрлеу болып табылады және дамудың өте кең перспективасына ие. Осы уақытқа дейін елде және шетелде көптеген зерттеулер жүргізілді, дегенмен сезімталдық, өлшеу диапазоны және ажыратымдылығы бойынша үлкен жетістіктер болды, бірақ мен зерттеулердің тереңдеуімен нақты қолдану мақсатына сәйкес көп болады және неғұрлым жоғары дәлдік, қарапайым құрылым, арзан баға, практикалық шешімдер және температура датчиктерінің дамуына одан әрі ықпал етеді.