藍寶石光纖溫度傳感器系統原理分析

　　4 測試方法

　　4.1熔煉過(guò)程中的探頭設置

　　在熔煉過(guò)程中，金屬液體始終處于流動(dòng)狀態(tài);可以認為在這個(gè)溫度場(chǎng)中，金屬液體各處的溫度基本一致。將探頭放置于溶液表面下10cm左右處，通過(guò)熱輻射測出溶液溫度。

　　4.2在熱處理加熱爐系統中的探頭設置

　　在加熱爐中，被處理的工件與爐壁進(jìn)行熱交換。輻射換熱量表示為

　　ε1、ε2分別為工件和爐壁的黑度，φ21為角系數。當熱平衡時(shí)候，T1=T2，Q12=0。兩者之間沒(méi)有了熱交換，這時(shí)候就可以測出工件的溫度。將探頭安置于爐壁，外接光纖測出工件的加熱溫度。

　　4.3凝固過(guò)程中的溫度測量

　　鑄件在凝固過(guò)程中，它的內溫度場(chǎng)為不穩定溫度場(chǎng)。在鑄件截面上某一點(diǎn)，不同時(shí)刻，溫度是不同的;在同一瞬間，鑄件截面上各點(diǎn)的溫度也不同。其溫度場(chǎng)是坐標(x，y，z)和時(shí)間t的函數

　　T=(x，y，z，t)

　　為了測出鑄件在凝固過(guò)程的溫度場(chǎng)，研究溫度場(chǎng)和等溫面的變化，進(jìn)一步進(jìn)行仿真模擬，提高產(chǎn)品質(zhì)量和成品率，有必要對凝固過(guò)程進(jìn)行多點(diǎn)測量。光纖溫度傳感器能夠快速響應溫度變化，測量精度高，可以準確的反映溫度場(chǎng)的情況。在測量中，將探頭安置于所測點(diǎn)，通過(guò)微機來(lái)觀(guān)察和描繪溫度場(chǎng)。

　　4.4光纖連接

　　為了使光通道的可拆性成為可能，便于多點(diǎn)測量，為測試提供便利的測試接口，同時(shí)盡可能的降低連接過(guò)程中的光損耗，在光纖接口處采用可以拔插的光纖連接器，實(shí)現從光源到光纖、光纖到光纖以及光纖到探測器之間的光耦合?？紤]到在熱加工環(huán)境下使用，光纖連接器必須可靠、堅固耐用、可維修、插入損耗小等因素，采用SC型單芯光纖連接器。這種連接器的法蘭盤(pán)中有卡簧，接口是矩形結構，在插入中很容易對準，適宜于高密度安裝，提高了操作性、損耗的穩定性以及封裝密度。在連接中還可以采用小型封裝連接器SFF，使在較小的空間內使用成為可能。

　　5 結論

　　在熔煉爐的加熱過(guò)程中，用鉑銠熱電偶和光纖高溫探頭對同一個(gè)溫區進(jìn)行測試;在整個(gè)溫度區域的測試過(guò)程中，對比測試結果，光纖高溫探頭與鉑銠熱電偶測試結果基本相符。光纖高溫傳感器的使用壽命長(cháng)，重復性好，性能價(jià)格比高，完全可以在生產(chǎn)中替代鉑銠熱電偶，目前已經(jīng)部分應用于生產(chǎn)過(guò)程中。