光纤测温技术及其应用

　　光纤测温技术是在近十多年才发展起来的新技术，目前，这一技术仍处于研究发展和逐步推广实用的阶段。在某些传统方法难以解决的测温场合，已逐渐显露出它的某些优异特性。但是，正像其他许多新技术一样，光纤测温技术并不能用来全面代替传统方法，它仅是对传统测温方法的补充。应充分发挥它的特长，有选择地用于下列常规测温方法和普通测温仪表难以胜任的场合。

　　①对采用普通测温仪表可能造成较大测量误差，甚至无法正常工作的强电磁场范围内的目标物体进行温度测量。如金属的高频熔炼与橡胶的硫化，木材与织物、食品、药品等的微波加热烘烤过程的炉内温度测量。光纤测温技术在这些领域中有着绝对优势，因为它既无导电部分引起的附加升温，又不受电磁场的干扰，因而能保证测量温度的准确性。

　　②高压电器的温度测量。最典型的应用是高压变压器绕组热点的温度测量。英国电能研究中心从20世纪70年代中期就开始潜心研究这一课题，起初是为了故障诊断与预报，现在由于计算机电能管理的应用，便转入了安全过载运行，使系统处于最佳功率分配状态。另一类可能应用的场合是各种高压装置，如发电机、高压开关、过载保护装置等。

　　③易燃易爆物的生产过程与设备的温度测量。光纤传感器在本质上是防火防爆器件，它不需要采用隔爆措施，十分安全可靠。

　　④高温介质的温度测量。在冶金工业中，当温度高于l300℃或1700℃时，或者温度虽不高但使用条件恶劣时，尚存在许多测温难题。充分发挥光纤测温技术的优势，其中有些难题可望得到解决。例如，钢水和铁液在连轧和连铸过程中的连续测温问题。

　　当然，作为一项新技术，如何降低生产制造成本，使其产业化、标准化直至广泛应用于实际还有许多关键技术与工艺需要人们继续努力，去攻克、研究与开发。

　　图1是某（功能型）光纤温度测量系统框图。

图1　（功能型）光纤温度测量系统框图

　　图2为（非功能型）光纤辐射温度计结构示意图。光纤辐射温度计的光纤可以直接延伸为敏感探头，也可以经过耦合器，用刚性光导棒延伸。

　　典型光纤辐射温度计的测温范围为200～4 000℃，分辨力可达0.0l℃，在高温时精度可优于±0.2％读数值，其探头耐温一般可达300℃，加冷却后可到500℃。

图2　（非功能型）光纤辐射温度计

1-光纤头；2-耦合器；3-光纤；4-主体仪器