gw 系列光纤高温计的工作原理及其特点

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1、石　油　化　工　自　动　化,2002,1:59仪器仪表与应用AUTOMATIONINPETRO2CHEMICALINDUSTRYGW系列光纤高温计的工作原理及其特点赵　愚,陈华荣(武汉理工大学光纤传感技术研究中心,湖北武汉　430070)摘要:GW系列光纤高温计是一种根据黑体辐射原理,采用比色法,黑体腔,光纤传感探头进行高温测量的温度传感器。与目前工业生产中大量使用的由铂、铑等贵金属制造的热电偶温度计比较,它具有抗氧化、抗电磁干扰、耐腐蚀,可远距离传输,价格低廉等优点。是铂、铑热电偶极好的替代品,在工业生产中具有广泛的应用前景

2、。介绍了GW系列光纤高温计的工作原理及特点,并对其在湖北双环科技股份有限公司合成氨厂的使用情况进行了经济效益比较分析。比较结果:GW系列高温计作为工业高温计性能好,但价格低于铂铑热电偶,性价比高是铂铑工业热电偶极好的替代品,为企业带来可观的经济效益。　　关键词:光纤传感技术;高温计;传感器;黑体辐射;比色法;测量　　中图分类号:TH816文献标识码:A文章编号:100727324(2002)0120059203ThePrincipalandCharacterofGWFiberOpticPyrometerZHAOYu,CHENH

3、ua2rong(WuhanUni.ofTechnologyFOSResearchCenter,Wuhan,430070,China)Abstract:TheprincipalcharacterandspecificationsGWfiberopticpyrometerareputforwardbyapplicationoffiberopticsensingtechnology.Keywords:FOS;pyrometer;sensor;blackbodyradiation;colormetry;measurement　　武汉理

4、工大学光纤传感科技股份有限公司最波选取两特定的波长分成两路,这种与波长有关的近投放市场的新产品———GW系列光纤高温计是有3个以上光路端口的光源器件称为波分复用分一种根据黑体辐射原理,采用黑体腔,光纤传感探路器。采用比色法最大优点是可消除环境和辐射头进行高温测量的温度传感器。与目前工业生产源变化对测量精度的影响。GW光纤高温计就是中大量使用的由铂、铑等贵金属制造的热电偶温度采用比色法原理,它的主要技术内容包括黑体腔辐计比较,它具有抗氧化、抗电磁干扰、耐腐蚀,可远射、光纤滤波和比色测温法。距离传输,价格低廉等优点。是铂、铑热电偶

5、极好112　光纤高温计系统结构图的替代品,在工业生产中具有广泛的应用前景。GW光纤高温测量系统是由黑体腔、光纤传感1GW系列光纤高温计的工作原理器、传输光纤、分路器、光电转换、二次仪表组成,如111GW光纤高温计的主要技术内容和基础原理图1所示。通常光纤高温计测温可以通过辐射强度法或比色测温法实现。辐射测温法根据的是黑体辐射原理,当波长λ一定时,黑体的辐射强度E仅是温度T的函数,即:E(λ1T)=f(T)但是,若仅仅利用辐射光谱的某一种波长的辐图1　系统结构图射强度来进行测量,将不可避免地受到辐射源的变化及测量环境中其他吸收体

6、等因素的影响,其结果是影响测量精度,比色测温法的原理则是利用对于任意两个波长λ1,λ2而言,其辐射强度之比随温度　　收稿日期:2001206226;修改稿收到日期:2001209220的变化而变化原理即:作者简介:赵　愚(1961-),男,湖南常德人,1982年毕业于北E1(λ1,T)f1(T)京理工大学自动化及仪表专业,1998年硕士毕业于武汉工业大学,==F(T)E2(λ2,T)f2(T)现在武汉理工大学光纤传感技术研究中心工作,任副教授,正在攻采用比色法,就需将光纤中传输的黑体辐射光读博士。60石油化工自动化　　　　　　

7、　　　　　　　　　　　　　　　　2002年113GW光纤高温计工作原理等现象,使用寿命急剧缩短,需要频繁地更换热电光纤高温计的工作原理是由黑体辐射腔感受偶。这样不仅消耗大量的贵重金属,还影响正常生被测物体的温度,发射辐射光波,光纤传感头接收产。但GW系列高温计使用陶瓷黑体腔作为探头,黑体辐射腔发射的辐射光波,经传输光纤从测量现抗腐蚀、物理、化学性能稳定,故使用寿命长;场传回至分路器;通过波分复用将辐射光信号分别3)抗电磁干扰,在易燃易爆场合使用安全,因转换成电信号后,由二次仪表计算出温度。为光纤高温计传输的是光信号,在高电压、

8、大电流、11311　传感部分强磁场、强辐射等上不受干扰,保证测量精度,同时传感部分由黑体腔、光纤探头、传输光纤组成。不产生电火花,适宜于易燃易爆场合的使用。这是若将传感器安装在压力容器中,则包括密封法兰盘热电偶无法解决的问题;等结构,其结构如图2所示。4)方便实现远距离信号传