基于荧光寿命与热辐射测温的30℃至800℃的光纤温度传感器

作者：许灿华; 周田; 王雅婷; 薛孔松; 曾志平; 黄衍堂

来源：实验技术与管理, 2023, 40(11): 28-34.

DOI：10.16791/j.cnki.sjg.2023.11.005

• 光纤温度传感器
• 荧光传感探针
• 荧光寿命测温
• 热辐射测温

通过研究荧光型光纤温度传感和热辐射型光纤温度传感，该文设计了一种结合荧光寿命与热辐射测温的光纤温度传感器，适用温度为30～800℃。首先，改进了传统的荧光传感探针，采用石英玻璃棒代替光纤，可避免高温下光纤吸收和散射损耗导致的光传输效率下降。其次，利用耐高温的Y(P,V)O4:Eu3+荧光材料进行中、低温段(低于400℃)的荧光寿命测温，获得材料荧光寿命与温度的关系；在中、高温段(高于300℃)，使用光功率计测得1 490 nm波长下光纤探针的热辐射功率与温度的关系，并拟合得到热辐射功率与温度的四阶表达式；然后，在两种测温方法都有效的温度重叠区(300～360℃)，使用荧光寿命测温值标定热辐射的功率与温度关系式，确保高温段的测温精度；最后，将荧光寿命测温与热辐射测温相结合，实现30～800℃范围内的温度测量。