變壓器光纖測溫系統廠家告訴你：光纖溫度傳感的檢測原則
光纖溫度傳感原理的主要依據是光纖的光時域反射(OTDR:OpticalTimeDomainReflectometry)原理以及光纖的背向拉曼散射(RamanScattering)溫度效應。當一個光脈沖從光纖的一端射入光纖時,這個光脈沖會沿著光纖向前傳播。因光纖內壁類似鏡子,故光脈在傳播中的每一點都會產生反射,反射之中有一小部分的反射光,其方向正好與入射光的方向相反(亦可稱為背向)。這種背向反射光的強度與光線中的反射點的溫度有一定的相關關系。反射點的溫度(該點的光纖的環境溫度)越高,反射光的強度也越大。也就是說,背向反射光的強度可以反映出反射點的溫度。利用這個現象,若能測量出背向反射光的強度,就可以計算出反射點的溫度,這就是利用光纖測量溫度的基本原理。
如用公式來表達:當頻率為V0的激光入射到光纖中,它在光纖中傳輸的同時不斷產生后向散射光波,這些后向散射光波中除有一與入射光頻率V0相同的很強的中心譜線之外,在其兩側,還存著(V0-V)及(V0+V)的兩條譜線。中心譜線為瑞利散射譜線,低頻一側頻率為(V0-V)、波長為s的譜線稱為斯托克斯線(stokes),高頻一側頻率為(V0+V)、波長為a的譜線,稱為反斯托克斯線(Anti-stokes)。根據拉曼散射理論,在自然拉曼散射條件下,反斯托克斯光強Ia于斯托克斯光強Is的比值R(r)為
R(r)=Ia/Is=(s/a)4exp(-hcV0/kT)(1)
式中:h普朗克常數;
c真空中的光速;
k波爾茲曼常數;
T******溫度
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