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(shí)時溫度監(jiān)控對安全運(yùn)行具有重大意義，而其高壓大電流的運(yùn)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(shí)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(jìn)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(jìn)行77K-296K范圍內(nèi)的測溫實(shí)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(shí)驗數(shù)據(jù)。
　　（3）設(shè)計了可以使待測溫度平穩(wěn)變化以便進(jìn)行溫

3、度標(biāo)定的實(shí)驗樣品和隔熱裝置，從上述實(shí)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(jìn)行低溫標(biāo)定實(shí)驗，并對其波長-溫度曲線進(jìn)行Origin擬合，得到可以實(shí)用的標(biāo)定方程。
　　（4）用分布式光纖測溫系統(tǒng)進(jìn)行了77K-296K的測溫實(shí)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(jìn)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(jìn)行溫度監(jiān)測，并具有較好的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性。