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1、光纖溫度傳感器的研究畢業(yè)生：夏正娜指導老師：孟瑜摘要：光纖溫度傳感器是20世紀70年代發(fā)展起來的一種新型傳感器，與傳統(tǒng)的溫度傳感器相比，它具有靈敏度高、體積小、質量輕、易彎曲、抗電磁干擾等優(yōu)點；特別適用于易爆、易燃、腐蝕性強等苛刻環(huán)境下的溫度檢測。因此，光纖溫度傳感器得到迅速發(fā)展。本文根據(jù)雙光束干涉原理，自行構成了一個干涉型光纖溫度傳感器，觀察干涉圖樣，對其進行了實驗研究，闡述了它的原理，實驗步驟，將得到的數(shù)據(jù)進行了分析處理，驗證了本實驗測量溫度的可行性，并對實驗裝置進行了改造。關鍵詞：光導纖維光纖溫度傳感器干涉原理干涉型光纖溫度傳感器Ab
2、stract：Opticalfibertemperaturesensorisanewdevelopedtypeofsensorinthe70softheTwentiethCentury.Comparedwiththetraditionaltemperaturesensors，itownsalotofadvantages，suchashighersensitivity，smallervolume，slightermess，easiertobendandstrongercapacityofShieldingtheelectro-magnetic
3、interference.Particularly，itcanbeappliedtodetectthetemperatureoftheexplosive，flammableandcorrosivemattersinharshenvironment.Therefore,opticalfibersensordevelopedrapidlyinrecentyears.Thispaperbasesontheinterferenceprinciple,itconstructainterferenceopticalfibertemperaturesen
4、sor.Observingtheinterferencefringe,analyzingtheexperimentresult,detailingitsprincipleandexperimentsteps,thenIcangetsomedatatodealwiththedata.Thedatacopesthetheoryperfectly.Atlast,Iproposesomeadvicestoimprovethisexperiment.Keyword：OpticalfiberOpticalfibertemperaturesensorIn
5、terferenceprincipleinterferenceopticalfibertemperaturesensor.1.引言溫度是度量物理冷熱程度的物理量，許多物理現(xiàn)象和化學現(xiàn)象都是在一定的溫度下進行的。溫度是作為衡量客觀物質世界運動及其存在狀態(tài)的一個重要物理量，溫度信息的獲得，可以使人們能夠更好地掌握客觀世界的內在規(guī)律。隨著科學技術的發(fā)展，各個領域對測溫元件的性能和效率提出了越來越高的要求，特別是工業(yè)、醫(yī)學、電力等領域，在有強電磁干擾或易燃易爆的場合下，傳統(tǒng)溫度傳感器便受到很大的限制。光纖傳感器是上世紀70年代中期發(fā)展起來的一種新型
6、的傳感器，是光纖和光纖通信技術發(fā)展的產(chǎn)物。由于光纖具有體積小、重量輕、電絕緣性好、柔性彎曲、耐腐蝕、靈敏度高等特點，能完成傳統(tǒng)的傳感器很難完成或者不能完成的任務。光纖傳感技術用于溫度測量，除了具有以上特點外，與傳統(tǒng)的溫度測量儀器相比，還具有響應快、頻帶寬、防爆、抗電磁干擾等優(yōu)點，因此，光纖溫度傳感器是光纖傳感器發(fā)展的一個重要分支。光纖溫度傳感器按被測信號轉換機理的不同分為兩類：1.利用利用光纖的各種特性（位相、波長、強度等）隨溫度的特點進行溫度測定，它具有傳感合一的特點，信息的獲取和傳輸都在光纖之中，屬于功能型光纖溫度傳感器。2．使用其他物
7、理性質的敏感元件來對待待測對象的調制功能，光纖只作為信號的傳輸通道，來避開測溫區(qū)域的復雜環(huán)境，屬于傳輸型光纖溫度傳感器。干涉型光纖溫度傳感器屬于相位調制式功能型光纖溫度傳感器，它是利用兩束光產(chǎn)生相位差并導致干涉現(xiàn)象來測量溫度，主要應用于精密測溫的領域。而干涉型光纖溫度傳感器以全光纖、靈敏度高、能實現(xiàn)多路傳感以及傳感量大等優(yōu)點，在光纖溫度傳感器中占有十分重要的地位。2.干涉型光纖溫度傳感器2.1干涉型光纖溫度傳感器的基本原理在光纖中傳播的光的相位由以下3個因素決定[1]：①光纖波導的物理長度；②光纖折射率及其分布；③光纖波導的橫向幾何尺寸。溫
8、度能直接改變上述三個因素的參數(shù)，產(chǎn)生相位變化。光纖長L，對波長λ的光波以光纖入口平面為基準測得的相位為(1)式中λ0為真空中的光波長；L為光纖的長度；n1為光纖芯的折射率；k0為
