ความรู้ระดับมืออาชีพ

Development and application of fiber optic temperature sensor

2021-04-09
ทุกสิ่งในธรรมชาติมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับอุณหภูมิ นับตั้งแต่กาลิเลโอคิดค้นเทอร์โมมิเตอร์ ผู้คนเริ่มใช้อุณหภูมิในการวัดอุณหภูมิ
เซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิเป็นเซ็นเซอร์ที่ได้รับการพัฒนาเร็วที่สุดและใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุด แต่เซ็นเซอร์ที่เปลี่ยนอุณหภูมิให้เป็นสัญญาณไฟฟ้าอย่างแท้จริงนั้นถูกคิดค้นโดยนักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน Saibei ซึ่งเป็นเซ็นเซอร์เทอร์โมคัปเปิลในเวลาต่อมา หลังจากผ่านไป 50 ปี Siemens ในเยอรมนีได้คิดค้นเทอร์โมมิเตอร์วัดความต้านทานแพลทินัม ด้วยการสนับสนุนของเทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์ ศตวรรษนี้ได้พัฒนาเซ็นเซอร์อุณหภูมิที่หลากหลาย รวมถึงเซ็นเซอร์เทอร์โมคัปเปิลของเซมิคอนดักเตอร์ ในทำนองเดียวกัน ตามกฎปฏิสัมพันธ์ระหว่างคลื่นและสสาร เซ็นเซอร์อุณหภูมิเสียง เซ็นเซอร์อินฟราเรด และเซ็นเซอร์ไมโครเวฟจึงได้รับการพัฒนา
นับตั้งแต่การถือกำเนิดของใยแก้วนำแสงในปี 1970 ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีเลเซอร์ ใยแก้วนำแสงได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีข้อดีหลายประการทั้งทางทฤษฎีและการปฏิบัติ การประยุกต์ใช้ใยแก้วนำแสงในด้านเทคโนโลยีการตรวจจับก็ได้รับความสนใจเพิ่มขึ้นเช่นกัน ด้วยการพัฒนาทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี เซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิไฟเบอร์ออปติกจำนวนมากได้เกิดขึ้น และคาดว่าในคลื่นแห่งการปฏิวัติทางเทคโนโลยีใหม่ เซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิไฟเบอร์ออปติกจะถูกใช้กันอย่างแพร่หลายและมีบทบาทมากขึ้น
หลักการทำงานพื้นฐานของเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิไฟเบอร์ออปติกคือแสงจากแหล่งกำเนิดแสงจะถูกส่งไปยังโมดูเลเตอร์ผ่านใยแก้วนำแสง และอุณหภูมิของพารามิเตอร์ที่จะวัดจะโต้ตอบกับแสงที่เข้าสู่โซนมอดูเลชั่นเพื่อทำให้เกิดคุณสมบัติทางแสงของ แสง (เช่น ความเข้มและความยาวคลื่นของแสง) การเปลี่ยนแปลงความถี่ เฟส ฯลฯ เรียกว่าสัญญาณไฟมอดูเลต หลังจากถูกส่งไปยังเครื่องตรวจจับแสงผ่านใยแก้วนำแสง หลังจากดีโมดูเลชั่น จะได้พารามิเตอร์ที่วัดได้
เซนเซอร์วัดอุณหภูมิแบบไฟเบอร์ออปติกมีหลายประเภท ซึ่งสามารถแบ่งได้เป็นประเภทการทำงานและประเภทการส่งผ่านตามหลักการทำงาน เซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิใยแก้วนำแสงที่ใช้งานได้จะวัดอุณหภูมิโดยใช้คุณลักษณะต่างๆ (เฟส โพลาไรเซชัน ความเข้ม ฯลฯ) ของใยแก้วนำแสงเป็นฟังก์ชันของอุณหภูมิ แม้ว่าเซ็นเซอร์เหล่านี้จะมีคุณลักษณะในการส่งผ่านและการรับรู้ แต่ก็ยังเพิ่มความไวและการลดความไวอีกด้วย
ไฟเบอร์ของเซ็นเซอร์อุณหภูมิไฟเบอร์ชนิดส่งสัญญาณทำหน้าที่เป็นการส่งสัญญาณแสงเท่านั้น เพื่อหลีกเลี่ยงสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อนของพื้นที่การวัดอุณหภูมิ ฟังก์ชันการปรับของวัตถุที่จะวัดนั้นรับรู้ได้จากส่วนประกอบที่ละเอียดอ่อนของคุณสมบัติทางกายภาพอื่นๆ เนื่องจากมีเส้นใยนำแสง เซนเซอร์ดังกล่าวจึงมีปัญหาการเชื่อมต่อเชิงแสงกับหัวเซนเซอร์ เพิ่มความซับซ้อนของระบบ และมีความไวต่อการรบกวน เช่น การสั่นสะเทือนทางกล
เซนเซอร์วัดอุณหภูมิแบบไฟเบอร์ออปติกหลายชนิดได้รับการพัฒนา
ต่อไปนี้เป็นข้อมูลเบื้องต้นโดยย่อเกี่ยวกับสถานะการวิจัยของเซนเซอร์วัดอุณหภูมิไฟเบอร์ออปติกหลักๆ หลายตัว หนึ่งในนั้นคือเซ็นเซอร์อุณหภูมิการรบกวนของไฟเบอร์ออปติก เซ็นเซอร์อุณหภูมิไฟเบอร์การดูดซับเซมิคอนดักเตอร์ และเซ็นเซอร์อุณหภูมิตะแกรงไฟเบอร์
นับตั้งแต่เริ่มก่อตั้ง เซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิแบบไฟเบอร์ออปติกได้ถูกนำมาใช้ในระบบไฟฟ้า การก่อสร้าง เคมี การบินและอวกาศ การแพทย์ และการพัฒนาทางทะเล และยังได้รับผลลัพธ์การใช้งานที่เชื่อถือได้จำนวนมาก การประยุกต์ใช้เป็นสาขาที่อยู่ในลัคนาและมีโอกาสในการพัฒนาที่กว้างมาก จนถึงขณะนี้ มีงานวิจัยที่เกี่ยวข้องมากมายทั้งในและต่างประเทศ แม้ว่าจะมีการพัฒนาด้านความไว ช่วงการวัด และความละเอียดอย่างมาก แต่ฉันเชื่อว่า ด้วยการวิจัยที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้น ตามวัตถุประสงค์การใช้งานเฉพาะ จะมีมากขึ้นและ ความแม่นยำสูงกว่า โครงสร้างที่เรียบง่ายกว่า ต้นทุนที่ต่ำกว่า โซลูชั่นที่ใช้งานได้จริงมากขึ้น และส่งเสริมการพัฒนาเซ็นเซอร์อุณหภูมิอีกด้วย
X
We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies. Privacy Policy
Reject Accept