Принцип использования флуоресцентного оптического волокна для измерения температуры

Принцип измерения температуры в течение всего срока службы флуоресценции

После облучения светом, Электроны в чувствительном материале поглощают фотоны и переходят из низкого энергетического состояния в возбужденное состояние с высоким уровнем энергии, а затем вернуться к низкому энергетическому уровню за счет радиационного перехода, излучающая флуоресценция. Устойчивое флуоресцентное излучение после устранения возбуждающего света зависит от времени жизни возбужденного состояния. Это излучение обычно затухает экспоненциально, а постоянная времени экспоненциального затухания может быть использована для измерения времени жизни возбужденного состояния, которое называется временем жизни флуоресценции или временем затухания флуоресценции.

Флуоресцентный датчик температуры на весь срок службы

Продолжительность жизни флуоресценции зависит от температуры. Флуоресцентные датчики температуры в течение всего срока службы излучают линейные спектры в видимом спектре после облучения и возбуждения некоторых редкоземельных флуоресцентных веществ ультрафиолетовым светом, То есть, Флуоресценция и ее послесвечение — это люминесценция после прекращения возбуждения. Если параметр флуоресценции модулируется температурой и связь монотонна, Это соотношение можно использовать для измерения температуры. Интенсивность линейного спектра связана с интенсивностью возбуждающего источника света и температурой флуоресцентного материала. Если источник света постоянный, Интенсивность флуоресцентного линейного спектра является однозначной функцией температуры и со временем затухает. Вообще, тем ниже наружная температура, чем сильнее флуоресценция и тем медленнее затухание послесвечения. Путем фильтрации спектра возбуждения через фильтр и измерения интенсивности спектральных линий флуоресцентного послесвечения, Можно определить температуру. Но этот метод измерения требует стабильного возбуждения, интенсивности света и сигнального канала, чего сложно достичь, поэтому его редко используют. В дополнение, Постоянная времени затухания флуоресцентного послесвечения также является однозначной функцией температуры.

С точки зрения теории полупроводников, Затухание и исчезновение послесвечения – это процесс гашения света. Чем выше температура, тем выше, тем сильнее вибрация решетки, Тем больше фононов участвует в усвоении, и чем быстрее гаснет свет. Следовательно, Температура флуоресцентных материалов определяет скорость гашения света, То есть, Размер постоянной времени распада.

Самое большое преимущество использования времени жизни флуоресценции для измерения температуры заключается в том, что соотношение преобразования температуры определяется временем жизни флуоресценции, и не подвержен влиянию других внешних факторов, таких как изменения интенсивности источника света возбуждения, Эффективность передачи оптоволокна, или степень связи. Следовательно, Он имеет значительные преимущества по сравнению с методом измерения температуры с использованием пиковой интенсивности флуоресценции или отношения интенсивности в качестве сигнала измерения температуры, и основан на принципе измерения температуры оптоволокна.

Волоконно-оптический датчик температуры, Интеллектуальная система мониторинга, Производитель распределенного оптоволокна в Китае