تطوير وتطبيق مستشعر درجة حرارة الألياف البصرية

يرتبط كل شيء في الطبيعة ارتباطًا وثيقًا بدرجة الحرارة. منذ أن اخترع جاليليو مقياس الحرارة ، بدأ الناس في استخدام درجة الحرارة للقياس
تعد مستشعرات درجة الحرارة من أقدم المستشعرات المطورة والأكثر استخدامًا. لكن المستشعر الذي يحول درجة الحرارة حقًا إلى إشارة كهربائية اخترعه الفيزيائي الألماني Saibei ، مستشعر الازدواج الحراري المتأخر. بعد 50 عامًا ، ابتكرت شركة Siemens في ألمانيا مقياس حرارة المقاومة البلاتيني. بدعم من تقنية أشباه الموصلات ، طور هذا القرن مجموعة متنوعة من أجهزة استشعار درجة الحرارة بما في ذلك أجهزة استشعار المزدوجة الحرارية من أشباه الموصلات. في المقابل ، بناءً على قانون التفاعل بين الموجات والمادة ، تم تطوير مستشعرات درجة الحرارة الصوتية ، وأجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء ، وأجهزة استشعار الميكروويف.
منذ ظهور الألياف الضوئية في السبعينيات ، مع تطور تقنية الليزر ، ثبت أن الألياف الضوئية تتمتع بسلسلة من المزايا من الناحية النظرية والتطبيقية. كما حظي تطبيق الألياف الضوئية في مجال تكنولوجيا الاستشعار باهتمام متزايد. مع تطور العلم والتكنولوجيا ، ظهرت العديد من أجهزة استشعار درجة حرارة الألياف البصرية ، ومن المتوقع أنه في موجة الثورة التكنولوجية الجديدة ، سيتم استخدام مستشعرات درجة حرارة الألياف الضوئية على نطاق واسع ولعب المزيد من الأدوار.
مبدأ العمل الأساسي لمستشعر درجة حرارة الألياف البصرية هو أن الضوء من مصدر الضوء يتم إرساله إلى المغير من خلال الألياف الضوئية ، وتتفاعل درجة حرارة المعلمة المراد قياسها مع الضوء الذي يدخل منطقة التعديل لإحداث خصائص بصرية لـ الضوء (مثل شدة الضوء وطوله الموجي). التغيير في التردد ، الطور ، إلخ ، يسمى ضوء الإشارة المعدل بعد إرسالها إلى جهاز الكشف الضوئي عبر الألياف الضوئية ، بعد إزالة التشكيل ، يتم الحصول على المعلمات المقاسة.
هناك أنواع عديدة من أجهزة استشعار درجة حرارة الألياف الضوئية ، والتي يمكن تقسيمها إلى أنواع وظيفية وأنواع ناقل الحركة وفقًا لمبادئ عملها. يقيس مستشعر درجة حرارة الألياف الضوئية الوظيفية درجة الحرارة باستخدام خصائص مختلفة (المرحلة ، والاستقطاب ، والشدة ، وما إلى ذلك) للألياف الضوئية كدالة لدرجة الحرارة. على الرغم من أن هذه المستشعرات لها خصائص النقل والإحساس ، إلا أنها تزيد أيضًا من الحساسية وإزالة التحسس.
يعمل مستشعر درجة حرارة الألياف من نوع الإرسال فقط كإرسال إشارة ضوئية لتجنب البيئة المعقدة لمنطقة قياس درجة الحرارة. تتحقق وظيفة التعديل للكائن المراد قياسه من خلال المكونات الحساسة للخصائص الفيزيائية الأخرى. هذه المستشعرات ، بسبب وجود الألياف الضوئية ، لديها مشاكل في الاقتران البصري مع رأس الاستشعار ، وتزيد من تعقيد النظام ، وتكون حساسة للتداخل مثل الاهتزاز الميكانيكي.
تم تطوير مجموعة متنوعة من أجهزة استشعار درجة حرارة الألياف البصرية.
فيما يلي مقدمة موجزة عن حالة البحث للعديد من أجهزة استشعار درجة الحرارة الرئيسية بالألياف الضوئية. من بينها مستشعرات درجة حرارة التداخل بالألياف الضوئية ، وأجهزة استشعار درجة حرارة ألياف امتصاص أشباه الموصلات ، وأجهزة استشعار درجة حرارة شبكة الألياف.
منذ نشأتها ، تم استخدام مستشعرات درجة حرارة الألياف الضوئية في أنظمة الطاقة ، والبناء ، والكيمياء ، والفضاء ، والطب ، والتطوير البحري ، وحققت عددًا كبيرًا من نتائج التطبيقات الموثوقة. تطبيقه هو مجال في صعود وله آفاق تطوير واسعة للغاية. حتى الآن ، كان هناك العديد من الأبحاث ذات الصلة في الداخل والخارج ، على الرغم من وجود تطورات كبيرة في الحساسية ونطاق القياس والدقة ، لكنني أعتقد أنه مع تعميق البحث ، وفقًا لغرض التطبيق المحدد ، سيكون هناك المزيد والمزيد مزيد من الدقة العالية ، وهيكل أبسط ، وتكلفة أقل ، وحلول أكثر عملية ، وزيادة تعزيز تطوير مستشعرات درجة الحرارة.