Pengetahuan Profesional

Pembangunan dan penggunaan sensor suhu gentian optik

2021-04-09
Segala-galanya di alam berkait rapat dengan suhu. Sejak Galileo mencipta termometer, orang mulai menggunakan suhu untuk mengukur.
Sensor suhu adalah sensor yang paling awal dikembangkan dan paling banyak digunakan. Tetapi sensor yang benar-benar mengubah suhu menjadi isyarat elektrik diciptakan oleh ahli fizik Jerman Saibei, sensor termokopel kemudian. Selepas 50 tahun, Siemens di Jerman mencipta termometer ketahanan platinum. Dengan sokongan teknologi semikonduktor, abad ini telah mengembangkan pelbagai sensor suhu termasuk sensor termokopel semikonduktor. Sejalan dengan itu, berdasarkan hukum interaksi antara gelombang dan jirim, sensor suhu akustik, sensor inframerah, dan sensor gelombang mikro telah dikembangkan.
Sejak munculnya serat optik pada tahun 1970-an, dengan perkembangan teknologi laser, serat optik telah terbukti mempunyai serangkaian kelebihan dalam teori dan praktik. Aplikasi gentian optik dalam bidang teknologi penginderaan juga mendapat perhatian yang semakin meningkat. Dengan perkembangan sains dan teknologi, banyak sensor suhu serat optik telah muncul, dan diharapkan dalam gelombang revolusi teknologi baru, sensor suhu serat optik akan digunakan secara meluas dan memainkan lebih banyak peranan.
Prinsip kerja asas sensor suhu serat optik adalah bahawa cahaya dari sumber cahaya dihantar ke modulator melalui serat optik, dan suhu parameter yang akan diukur berinteraksi dengan cahaya yang memasuki zon modulasi sehingga menyebabkan sifat optik cahaya (seperti intensiti dan panjang gelombang cahaya). Perubahan frekuensi, fasa, dan lain-lain, yang disebut lampu isyarat termodulasi. Setelah dihantar ke fotodetektor melalui serat optik, setelah demodulasi, parameter yang diukur diperolehi.
Terdapat banyak jenis sensor suhu serat optik, yang dapat dibahagikan kepada jenis fungsional dan transmisi mengikut prinsip kerjanya. Sensor suhu serat optik berfungsi mengukur suhu dengan menggunakan pelbagai ciri (fasa, polarisasi, intensiti, dan lain-lain) serat optik sebagai fungsi suhu. Walaupun sensor ini mempunyai ciri transmisi dan pancaindera, mereka juga meningkatkan kepekaan dan kepekaan.
Sensor suhu transmisi gentian jenis transmisi hanya berfungsi sebagai transmisi isyarat optik untuk mengelakkan persekitaran yang rumit dari kawasan pengukuran suhu. Fungsi modulasi objek yang akan diukur direalisasikan oleh komponen sensitif sifat fizikal yang lain. Sensor sedemikian, kerana adanya gentian optik, mempunyai masalah gandingan optik dengan kepala penginderaan, meningkatkan kerumitan sistem, dan sensitif terhadap gangguan seperti getaran mekanikal.
Pelbagai sensor suhu gentian optik telah dikembangkan.
Berikut ini adalah pengenalan ringkas mengenai status penyelidikan beberapa sensor suhu serat optik utama. Antaranya ialah sensor suhu gangguan gentian optik, sensor suhu serat penyerapan semikonduktor, dan sensor suhu parutan serat.
Sejak awal, sensor suhu serat optik telah digunakan dalam sistem tenaga, pembinaan, kimia, aeroangkasa, perubatan, dan pengembangan laut, dan telah mencapai sejumlah besar hasil aplikasi yang dapat dipercaya. Pengaplikasiannya adalah bidang yang berada dalam posisi menaik dan memiliki prospek pembangunan yang sangat luas. Sejauh ini, terdapat banyak penyelidikan berkaitan di dalam dan luar negara, walaupun terdapat banyak perkembangan dalam kepekaan, jangkauan pengukuran dan resolusi, tetapi saya percaya bahawa dengan semakin mendalamnya penyelidikan, sesuai dengan tujuan aplikasi tertentu, akan ada ketepatan yang lebih tinggi, struktur yang lebih sederhana, kos yang lebih rendah, penyelesaian yang lebih praktikal, dan seterusnya mendorong pengembangan sensor suhu.