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文档简介

特殊环境下的高温测试技术报告人：王高副教授单位：中北大学测试技术研究所联系电话纤测温光纤传感器优点1光纤传感器测温基本原理

2光纤传感器测温系统

3光纤传感器测温应用

4分布式光纤温度传感器52中北大学光纤测温光纤温度传感器1、采用光纤作为敏感元件或能量传输介质而构成的新型测温仪表，它有接触式和非接触式等多种型式2、特点：灵敏度高电绝缘性能好，可适用于强烈电磁干扰、强辐射的恶劣环境体积小、重量轻、可弯曲可实现不带电的全光型探头等“光纤之父”高锟3中北大学非接触式光纤测温接触式光纤测温黑体腔光纤传感器光纤测温4中北大学

耐高温光纤黑体腔制备激光加热基座法晶纤生长示意图高温光纤特点：物理化学性能稳定，熔点高，强度大，热膨胀小，导热性好，具有很好的光传输特性典型耐高温光纤：蓝宝石单晶光纤，氧化锆单晶光纤光纤测温5中北大学1—镀层

2—蓝宝石光纤光纤黑体腔单晶光纤氧化锆粉末黑体腔镀膜原理镀膜碳化硅粉末镀膜材料光纤测温6中北大学黑体腔镀膜工艺1磁控溅射两大特点，沉积速率比化学气相沉积法（CVD）高出一个数量级；所需气压不高、成膜粘附性好光纤测温7中北大学2等离子体喷涂原理：等离子弧通常靠高频放电火花引燃。粉末形式的喷涂材料由惰性气体携带注入射流后，射流将其加速、加热到熔化或半熔化状态，喷射到基体的表面。飞行的高温粒子因冲击变形以及随后的快速凝固和冷却，成为激冷薄片，粘附在经过处理的基体表面上。这些激冷薄片的不断堆积形成了层状结构涂层。等离子体热喷涂工艺原理特点：等离子射流具有高焓、高温和高速等能量特征，最难熔的材料（如碳化钽，熔点为3875℃）也能在等离子射流中熔化并喷涂成形。等离子弧温度高，可熔化目前已知的任何固体材料；喷射出的微粒速度快、温度高，形成的喷射涂层质量好、结合强度高。光纤测温8中北大学蓝宝石黑体腔光纤传感器测温原理—根据普朗克定律，黑体单色辐射能力

与波长和温度的关系。

式中

C1为第一辐射常数，

C2为第二辐射常数，T为黑体的热力学温度。在温度T<3000K和波长λ<0.8μm范围内，由于C2λT>>1，普朗克定律可以由维恩近似公式代替。原理：蓝宝石光纤传感器光纤测温9中北大学

蓝宝石光纤传感器温度测试系统光纤测温10中北大学光纤传感器性能测试响应时间测试装置采用阶跃上升的高功率CO2激光束经反射镜后聚焦到涂敷蓝宝石黑体腔温度传感头上，成为周期性的热信号，感温介质膜层吸收CO2激光束能量产生热辐射，用示波器记录窄带光电探测器的输出，其输出温度电压信号随阶跃激光信号变化而变化，得出传感器的时间相应性能。蓝宝石光纤传感器响应时间波形图（τ＝20.0ms）光纤测温11中北大学某导弹发射箱前框表面温度测量（1465.56℃）光纤传感器瞬态表面测温火箭发动机温度－时间曲线（1900.56℃）导弹发射瞬间光纤测温12中北大学光纤传感器飞机发动机总温测量中国J-20战斗机太行发动机T0—总温，单位为K；T—静温，单位为K，k—常数总温与静温光纤测温13中北大学几种典型的总温热电偶结构示意图1-滞止罩，2-

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