基于虚拟仪器技术的辐射式光纤测温系统的研究(10)

燕山大学本科生毕业设计（论文）

年就已开始了光纤温度传感器的研究工作，并取得了可喜的成果。另外，多波长测量方面，哈尔滨工业大学已开始尝试多波长辐射理论的研究与实验；宝钢也研制出SCH-WHBG型智能红外三色测温仪，其测温范围300～1800 ℃[9,10]。

纵观我国光纤测温技术的开发现状，光纤温度传感器的研究在理论上已很成熟，但从总体水平而论尚处在产品化阶段。目前国内光纤温度传感器普遍存在工作不稳定的问题，半导体吸收式光纤传感器更是如此，这种强度调制型光纤传感器使用光纤作为传感器的传光媒介，很容易受到其他环境因素的干扰，例如光纤的弯曲。光源的不稳定性是影响强度调制型光纤传感器测量结果最重要的因素，除此之外还有探测器的噪音和温度漂移，以及温度传感头在温度场中形变因素对光信号的影响。围绕这些不稳定因素，国内外都展开了深入的研究，不断研究新的消噪方法，还提出了一些更具稳定性的补偿方法，这些方法对提高大多数光纤测温系统的稳定性有很大帮助。其中针对光路信号补偿方法研究得最多，这种补偿方法对消除光路的不稳定因素最为有效，它已成为解决光纤测温系统稳定性的一条新的出路[11]。

1.3 课题研究的意义

在冶金、化工、能源、建材等工业领域中，对温度的准确、迅速的测量有着十分重要的意义。目前大量使用的是以铂、铑等贵金属制造的热电偶，由于其高温下抗腐蚀能力差、寿命短、消耗大、价格高等弊病，影响了正常生产，企业消耗巨大。而且我国缺乏铂、铑金属资源，每年需花费大量外汇购买。此外在许多特殊高温炉中，如高频加热炉、微波加热炉等，由于热电偶的抗电磁干扰能力差，无法用来测量温度。尽管国内外对高温测量技术开展了一系列的研究，但一直未能找到成功的替代方法。例如传统的光纤辐射高温计，由于不能探入被测高温源内部，测量误差大；光纤型强度法测温计的精度差。美国研制成功的蓝宝石光纤高温传感器，其价格昂贵(7000美元/支)，互换性差，只能用于特殊场合，且蓝宝石光纤对于我国禁运，而我国自行研制的蓝宝石光纤因长度太短不能实用[12]。即使如此，由于工业生产、科学研究与开发和生物学等领域对温度测量设备日益增长的需求，温度测试技术的革新和研究与开发活动从未停止。目前，美国、英国、法国、德国、日 4

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