光纖測溫技術(shù)在低溫領(lǐng)域的應(yīng)用研究.pdf

1、高溫超導(dǎo)電纜的實時溫度監(jiān)控對安全運行具有重大意義，而其高壓大電流的運行環(huán)境對傳統(tǒng)的低溫傳感器如PT100有較大的電磁干擾，影響測量準(zhǔn)確度。而光纖測溫技術(shù)具有抗電磁干擾、耐高壓、可實現(xiàn)空間連續(xù)測量的優(yōu)良特性，為了將它用于高溫超導(dǎo)電纜的溫度監(jiān)測，有必要研究它在低溫下的測溫性能。
　　本文針對應(yīng)用最廣泛的光纖Bragg光柵溫度傳感器和后向拉曼散射分布式光纖溫度傳感器進行了低溫性能的研究，主要工作內(nèi)容和成果如下：
　?。?）利用裸光

2、纖Bragg光柵和兩種涂覆不同材料的光纖Bragg光柵分別在77K-296K范圍內(nèi)測量溫度變化，得到它們的波長-溫度曲線，并通過對比，分析涂覆材料對Bragg光柵在低溫下測溫性能的影響。
　?。?）利用涂覆層相同，封裝不同的三種光纖Bragg光柵傳感器進行77K-296K范圍內(nèi)的測溫實驗，得到它們的波長-溫度曲線以及封裝方式對光纖Bragg光柵在低溫下測溫性能影響的實驗數(shù)據(jù)。
　?。?）設(shè)計了可以使待測溫度平穩(wěn)變化以便進行溫

3、度標(biāo)定的實驗樣品和隔熱裝置，從上述實驗過程中選擇一種在低溫下測溫性能最好的光纖Bragg光柵進行低溫標(biāo)定實驗，并對其波長-溫度曲線進行Origin擬合，得到可以實用的標(biāo)定方程。
　?。?）用分布式光纖測溫系統(tǒng)進行了77K-296K的測溫實驗，并用PT100鉑電阻溫度傳感器做參照，通過對比兩種傳感器測得的低溫下的溫度數(shù)據(jù)，并與理論計算結(jié)果進行比較，證明了分布式光纖測溫系統(tǒng)能夠在低溫環(huán)境下進行溫度監(jiān)測，并具有較好的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性。