蓝宝石光纤温度传感器系统原理分析

　　4 测试方法

　　4.1熔炼过程中的探头设置

　　在熔炼过程中，金属液体始终处于流动状态;可以认为在这个温度场中，金属液体各处的温度基本一致。将探头放置于溶液表面下10cm左右处，通过热辐射测出溶液温度。

　　4.2在热处理加热炉系统中的探头设置

　　在加热炉中，被处理的工件与炉壁进行热交换。辐射换热量表示为

　　ε1、ε2分别为工件和炉壁的黑度，φ21为角系数。当热平衡时候，T1=T2，Q12=0。两者之间没有了热交换，这时候就可以测出工件的温度。将探头安置于炉壁，外接光纤测出工件的加热温度。

　　4.3凝固过程中的温度测量

　　铸件在凝固过程中，它的内温度场为不稳定温度场。在铸件截面上某一点，不同时刻，温度是不同的;在同一瞬间，铸件截面上各点的温度也不同。其温度场是坐标(x，y，z)和时间t的函数

　　T=(x，y，z，t)

　　为了测出铸件在凝固过程的温度场，研究温度场和等温面的变化，进一步进行仿真模拟，提高产品质量和成品率，有必要对凝固过程进行多点测量。光纤温度传感器能够快速响应温度变化，测量精度高，可以准确的反映温度场的情况。在测量中，将探头安置于所测点，通过微机来观察和描绘温度场。

　　4.4光纤连接

　　为了使光通道的可拆性成为可能，便于多点测量，为测试提供便利的测试接口，同时尽可能的降低连接过程中的光损耗，在光纤接口处采用可以拔插的光纤连接器，实现从光源到光纤、光纤到光纤以及光纤到探测器之间的光耦合。考虑到在热加工环境下使用，光纤连接器必须可靠、坚固耐用、可维修、插入损耗小等因素，采用SC型单芯光纤连接器。这种连接器的法兰盘中有卡簧，接口是矩形结构，在插入中很容易对准，适宜于高密度安装，提高了操作性、损耗的稳定性以及封装密度。在连接中还可以采用小型封装连接器SFF，使在较小的空间内使用成为可能。

　　5 结论

　　在熔炼炉的加热过程中，用铂铑热电偶和光纤高温探头对同一个温区进行测试;在整个温度区域的测试过程中，对比测试结果，光纤高温探头与铂铑热电偶测试结果基本相符。光纤高温传感器的使用寿命长，重复性好，性能价格比高，完全可以在生产中替代铂铑热电偶，目前已经部分应用于生产过程中。