蓝宝石光纤黑体腔高温计

温度是很常见也是很重要的物理量，在许多特殊环境和要求如高电压、强电磁、易燃易爆环境及快速动态测量中，传统的温度传感器难以进行有效的实时检测．近年来发挥光纤特性的光纤传感器，为解决这些测试技术难题提供了途径．但普通石英光纤及实用传感器材料限制了光纤温度仪的测温上限．R．R．Dils提出了黑体腔高温光纤测温方法，该方法具有测温范围广、精度高和响应速度快等优点．其后，人们作过不少研究 ，主要工作有：(1)在高温光纤端头镀制金属铱(Ir)和铂金(Pt)；(2)在陶瓷管内衬金属材料构成辐射体，用透镜将辐射光耦合进光纤，或直接将石英光纤封闭在不透光的陶瓷管内作辐射体．这些传感头均存在长度效应，结构松散，热稳定性能差，精度不高，响应速度慢，难以实用化，关键在于传感头的结构、材料及加工工艺的问题．

    采用单晶氧化铝(A1 O )光纤(也称蓝宝石光纤)对在高温环境中系统的运行情况、结构性能以及材料劣化进行连续的现场监视。与石英光纤和聚合物光纤不同，光学级的蓝宝石光纤是无包层的单晶光纤，它们能够在高达1 600。C的环境中监测系统的运行情况。蓝宝石光纤具有较高的熔点(2 053。C)，以及高温下优异的耐化学性,C，而且工作波长范围宽，在0．14 m～6．5 m有良好的透射性，可与探测器的光谱响应范围匹配．蓝宝石单晶光纤是一种优良的近红外耐高温光学材料，既具有蓝宝石的优良性能又有光波导的特点，是目前在高温环境下最适用的光波导材料之一．。此外，蓝宝石光纤对红外信号的传输能力也优于石英光纤。光电高温计由蓝宝石光纤黑体腔传感器、锥度光纤、传导光纤、温度测量光电放大器、数据采集装置及测温软件等部分组成.蓝宝石单晶光纤探头目前主要有两种制作方法，一种是在蓝宝石单晶光纤的一端蒸镀一层铂或铱的薄膜，构成体积微小的黑体腔(热传感头)．为防止金属在高温下挥发，再蒸镀一层Al O。保护膜，这一方法制作成本较高；另一种是在蓝宝石单晶光纤的一端涂覆高发射率的感温介质(陶瓷)薄层，并经高温烧结形成微型的光纤感温腔，这种感温介质必须能满足耐高温、高温稳定性好且与蓝宝石单晶光纤基体结合牢固等一系列苛刻的要求，因此必须经过反复试验和筛选．蓝宝石单晶光纤感温腔的热辐射特性是高温测量的基础，需要对其进行仔细分析.

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