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1、。况传感器技术!∀#∃%&∋()∗#∃+,∀∀&(∀∀−#%./001年第2期掩2/001.刃口、口矛才砂一‘象竖烈致双波长光纤瞬态高温计段国永陈尧生何正权阮航陈少武杨劲中科院西安光学与精密机械研究所.,。/“,摘要报道了研制的双波长光纤瞬态高温计用于火药燃烧时瞬态温度的侧量响应时间34#测。,,,温范围144。一违。445标定后实测利用存贮示波器获得了温度变化曲线通过信号处理数字显示出温度最大。值关键询双波一长光纤传感器瞬态高温计(−∀678∀一∀#;<−=琳>?∗8≅&∀!∀=&%,9∗:∀8>7
2、邢八ΑΑ8>∀+<%Β∀∗∃,&∀(&∗#∃>∀#<Χ>笔−(∀ΔΑ∀&∗<,&∀6,∗#Ε,%了%#;Φ−∀#Γ∗∀#;Χ∀Η−∀#;Ι,∗#%∃−ϑ,∗#Χ∗#;Φ−∀#!−∗%Κ,Λ∗#;>#Μ>产∗4/。)<><,<∀%Ν=Ο<>∀∃∗#+Ο&∀∀>∃>%#Β∀∀−∗#>∀∃Π∀∗+∀Δ>∗!>#>∀∗.∃<&∗∀<(−∀%,∀一∗:∀∀#;<−%Α<>∀∗&∀∃∀#∃%&Θ,∃∀%∀∗∃,&∀<&∗#∃∀#<Π7+78988Ν>7/+<Δ>∀∀)∗<,&∀∀<−∀Α%Κ+∀&Θ,&##;。∀&∀
3、%Α%#∃∀<>拼∀Θ∀∃∃<−∗#>%#∃么>;−<ΔΑΚ−>8王7>(−/8(−∀&∗#;∀%Ν+∀<∀∀<>:∀<∀∀&∗<,&∀/Θ1444<%Ρ44%5∀∗#∃%∃<%&∗;%4Θ)%∃∀%&#ΑΣΓΔΝ>88一∀,∀∀∀&∗,&∀:∗<∀∀∗#∀∃∗Γ∀。Α<−<ΔΑ<>>Δ7+>Ο8+∀%&∃%,∀一Κ∗:∀∀#;<−=Α<>∀∗∀&∃∀#∃%&&∗且∃∀#<ΤΥ∀&%∀<∀&5ΓΚ+67888Ν>7(>>;−<−ΔΔ,,在密封的钢体内火药燃烧时产生高/测温原理、,。∀温高压和振动许多形式的测
4、温仪器已不辐射测温是基于黑沐辐射定律用凡,光纤传感器在此方面显示了它巨大的,适用(.表示黑体的光谱辐射度由普朗克公式。优)越性光纤可以承受一定的振动而不会损零早一,,坏利用它将温场光信号传输出来经光电1万−?Η/∀,Ω几(.,,凡。∀ΞΑ一/探测器接收转换成电信号由存贮示波器−ΦΨ凡凡(.ς温场,记录火药燃烧付温度变化的全过程或经信辐射的光经光纤传输将一路光分,。,号处理将最高温度值显示出来对火药的为两路光分别经过两块窄带滤光片照射到、、,生产配方以及特性的研究具有极大约现两个光电探测器上光电探测器输出的
5、光电。)实意义流Ζ为孟二,·,(.·,几孟‘凡“(,(6+“日期,/0014Ρ4/Ζ收稿一一)第2期段国永双波长光纤瞬态高温计)),,‘其中凡(.为辐肘体的发射率(为光二“1[兀∴一、、]纤滤光片等光学系统的衰减系数6为只众劲,光电探测器的光谱响应积分区间由滤光片Σ(一。一八一的带宽决定)58、Η、∴、、。。输出的两路电信号经对数放大器和减法其中55ΠΣ均为常数的一。号。)/器得到所需的测量信理论曲线如图,Ω#8),一#‘15ΖΖ8.,/),(.∀,’])],了几元(.⊥6+几二#尤Ζ,1),(
6、.。,),ς)Ν几几(.丁6+之式中。兀为常数),、)当辐射体为灰体付元(.与元无关则,)∀,,、ς,了几(.(6+元“二兀Ζ#久)∀几,ς1))Ν(.(+几Ψ滤光片的窄带非常窄,以理想情况下!,、%%。致∀几#∃#和在窄带区间全为定值图∋理论曲线&贝幼4结构设!,,计“二)∀凡#∃兀(。!&,仪器的结构见图4∀几#∃在气,吸了、了一约几,一4≅、尹刀!∗+∀,。−兀元.#∃一∋密钢体内火药燃烧时产生高温高6),。百反硒丈蔽不不了厂几压辐射的光信号中携带了温度的信息一,几二/月1,&2在所采用的
7、两波长0凡个特别设计的高压玻璃窗专为耐高压而设,,/30∋,1及工作区间,二:+<4///一5///6内,7》计可以承受5/;压力而不损坏同岔.、(。几#,7》6几#使光信号基本不受影响地通过,=型光纤分路器“一8·!∗+∀,7&一∋将一路光分成两路分兀‘−6只#∃∀杂∃!∗+6又,#∃一9别通过两个窄带滤光片光电探测器采用能快∀,7−>工,&·!∗.速响应的?光电二极管它具有一定的光一、,+∀(97−6几#∃。∀受&∃!∗+,滑响应并且产生的光电流和光强成正比∀,7−兀几#∃皿场对数放大器电路数字里示信号处
8、理圈忍仪器结构框图12传感器技术1/00年,光电二极管产生的光电流进人两个完,输出的信号也可经ΠΨ6转换微处理。全对称的对数放大器电路该电路在8%#Π。,器处理在采样点中选出最大值根据温度8ΔΠ范围内线性较好,,ς_而光电二极管在标定结果取得对应的温度值再经数模转144。Ρ4445.,测温范围_内输出的光电流在换数码管显示出的即是火药燃烧时的温度。。8%%#Π_/4仰Π之间因此电路工作在线性最大值
