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摘 要：20世纪70年代中期，人们开始意识到光纤不仅具有传光的特性，而且本身就可以构成一种新的直接交换信息的元件。光纤能把待测的量与它的各种参数联系起来，从而将被测信号的状态，以光信号的形式传出。另外，光纤不仅是一种敏感元件，而且是一种优良的低损耗传输线。光纤传感器具有传统传感器所不可比的优点：灵敏度高、动态范围大、响应速度快、不受电磁干扰、防爆防燃、易于远距离遥测、保密性好、重量轻、机械强度高”。从光纤传感器问世至今。已有了上百个品种，在许多领域获得了广泛应用，本文简要介绍光纤传感器的在温度测量中的应用。
关键词：光纤 传感器 温度 测量
一、光纤传感器是仪器仪表领域新的发展方向
由于光纤传感器及技术具有较其它传感器无法比拟的特点，所以近几年来，光纤传感器与测量技术发展成为仪器仪表领域新的发展方向.而新型光纤传感器不外乎有以下特点：
1.光纤传感器具有优良的传光性能，传光损耗很小，目前损耗能达到感0.2dB/km的水平。
2.光纤传感器频带宽，可进行超高速测量，灵敏度和线性度好。
3.光纤传感器体积很小，重量轻，能在恶劣环境下进行非接触式、非破坏性以及远距离测量。
还具有灵敏度高、可靠性好、原材料硅资源韦富、抗电磁干扰，抗腐蚀、耐高压、电绝缘性能好、可绕曲、防爆、频带宽、损耗低等特点。同时，它还便于与计算机相连，实现智能化和远距离监控。对传统的传感器起到扩展提高的作用，不少情况下能够完成前者很难完成甚至不能完成的任务。
正是由于光纤传感器具有许多独特优势，可以解决许多传统传感器无法解决的问题，故自从它问世以来，就被广泛应用于医疗、交通、电力、机械、石油化工、民用建筑以及航空航天等各个领域。
二、光纤传感器的分类及工作原理
按构成形式划分，光纤传感器主要有两大类型一类是传光型，这类传感器是利用被测对象的状态引起光变换器件工作状态变化，从而通过检测与光变换器连接的光纤中所传输光波参数的变化来确定被测对象的状态的。光纤以其低损耗、轻细等特点，在不干扰被测对象状态的情况下传输所感测的信号。另一类是传感型，这类传感器是利用被测对象的状态（物理的、化学的等）引起光纤传输特性变化，从而通过检测光纤中所传输光波的振幅（强度）、相位、偏振态与频率等的变化来确定被测对象的状态的。引起光纤传输参数或光波本身的变化，直接或间接地与各种物理效应有关。光纤本身起着传感器的作用。
三、用于燃气轮机温度检测的光纤传感器
燃气轮机叶片温度和间隙的精确测量，直接关系着其工作效率和运行安全。基于燃气轮机内部工作环境恶劣、温度高、空间狭小、干扰严重等特点。本文根据实际使用情况提出了一种基于双波长测温原理的光纤传感器结构。研究表明，雙波长测温法可以有效地抑制周围环境的影响，辐射光沿多模光纤传输，经不同探测器形成两路探测信号，分别通过交流放大滤波，以提高信噪比和测量精度。在光纤末端加入扰模器，可以部分消除因光纤弯曲、扭转等不定因素所带来的随机传输损耗，提高系统的稳定性。该传感器采用多根250μm芯径的石英光纤作为空间传输光路，使环境干扰因素如尘埃、水汽等对测量结果的影响减小，其测温范围在300～1000℃，准确度可达±2℃。
四、光纤温度传感器在温度监测系统中的应用
1.提高系统的信噪比利用DTS测出的温度信号比较微弱，如果在噪声很大的环境中，会导致有效温度信号的数据丢失。所以分析这种微弱的温度信号时，要先对其做相应的预处理。在解调过程中信噪比要能够与测量的精度要求相符，因此可以利用小波分解结合互相关延时过程的方法进行所采集微弱信号的去噪处理，以提高其信噪比。因为小波函数中Haar函数在处理信噪比相对较低的系统信号时比较有效，所以系统在处理信号时可以选择Haar函数。而互相关函数可以；隹确出输出信号受输入信号影响的程度，可以有效的修正测量过程中由于噪声源所导致的误差，且互相关的过程又满足系统处理信号的要求，所以选择其进行信号处理。将上述两种方法相结合，对信号进行去噪处理可以得到很好的效果。
2.系统的结构和解调原理分布式光纤温度传感器系统所利用的是上述光时域反射技术及光纤背向Raman散射温度效应。当脉中激光器LD射出脉冲光后，其经过定向耦合器向传感光纤输出，背向散射光带有受测点的温度信息，传感光纤再将其传回至定向耦合器并分为路，其中一种可以直接由背向散射光提取瑞利光，而另外一路则经过波分复用器后滤出反斯托克斯光。APD，即光电检测器可以探测出这两路光信号的空间温度，并将光信号转换为电信号再进行放大，将放大后的电信号传输至数据采集及处理电路进行双高速A/D转换以及数据处理，接着将处理好的数据传送至计算机系统，计算机的屏幕上就会实时的显示出数据处理的过程。再通过小波函数结合互相关过程的方法对信号去噪，最终根据解调的温度信号获取受测区的温度分布信息。系统通过反斯托克斯和瑞利后向散射比解调的方法进行温度信号的解调，通过瑞利散射的光时域反射仪曲线解调反斯托克斯光的光时域反射仪曲线，最终获取需测量的温度。系统通过双通道测量的方法获取温度值，获取的解调温度数据精确度更高，系统的稳定性及灵敏度均有所提高。
因为光纤传感器与测量技术是当今仪器仪表领域新的发展方向，其测量用的光纤传感器有很多种类，有很多种工作方式。要仔细地考虑项目的具体的应用要求，作好选择。
参考文献
[1]Control Solutions International China 2006.03.
[2]何道青编著.传感器与传感器技术[M].科学出版社2004年8月1日出版.
关键词：光纤 传感器 温度 测量
一、光纤传感器是仪器仪表领域新的发展方向
由于光纤传感器及技术具有较其它传感器无法比拟的特点，所以近几年来，光纤传感器与测量技术发展成为仪器仪表领域新的发展方向.而新型光纤传感器不外乎有以下特点：
1.光纤传感器具有优良的传光性能，传光损耗很小，目前损耗能达到感0.2dB/km的水平。
2.光纤传感器频带宽，可进行超高速测量，灵敏度和线性度好。
3.光纤传感器体积很小，重量轻，能在恶劣环境下进行非接触式、非破坏性以及远距离测量。
还具有灵敏度高、可靠性好、原材料硅资源韦富、抗电磁干扰，抗腐蚀、耐高压、电绝缘性能好、可绕曲、防爆、频带宽、损耗低等特点。同时，它还便于与计算机相连，实现智能化和远距离监控。对传统的传感器起到扩展提高的作用，不少情况下能够完成前者很难完成甚至不能完成的任务。
正是由于光纤传感器具有许多独特优势，可以解决许多传统传感器无法解决的问题，故自从它问世以来，就被广泛应用于医疗、交通、电力、机械、石油化工、民用建筑以及航空航天等各个领域。
二、光纤传感器的分类及工作原理
按构成形式划分，光纤传感器主要有两大类型一类是传光型，这类传感器是利用被测对象的状态引起光变换器件工作状态变化，从而通过检测与光变换器连接的光纤中所传输光波参数的变化来确定被测对象的状态的。光纤以其低损耗、轻细等特点，在不干扰被测对象状态的情况下传输所感测的信号。另一类是传感型，这类传感器是利用被测对象的状态（物理的、化学的等）引起光纤传输特性变化，从而通过检测光纤中所传输光波的振幅（强度）、相位、偏振态与频率等的变化来确定被测对象的状态的。引起光纤传输参数或光波本身的变化，直接或间接地与各种物理效应有关。光纤本身起着传感器的作用。
三、用于燃气轮机温度检测的光纤传感器
燃气轮机叶片温度和间隙的精确测量，直接关系着其工作效率和运行安全。基于燃气轮机内部工作环境恶劣、温度高、空间狭小、干扰严重等特点。本文根据实际使用情况提出了一种基于双波长测温原理的光纤传感器结构。研究表明，雙波长测温法可以有效地抑制周围环境的影响，辐射光沿多模光纤传输，经不同探测器形成两路探测信号，分别通过交流放大滤波，以提高信噪比和测量精度。在光纤末端加入扰模器，可以部分消除因光纤弯曲、扭转等不定因素所带来的随机传输损耗，提高系统的稳定性。该传感器采用多根250μm芯径的石英光纤作为空间传输光路，使环境干扰因素如尘埃、水汽等对测量结果的影响减小，其测温范围在300～1000℃，准确度可达±2℃。
四、光纤温度传感器在温度监测系统中的应用
1.提高系统的信噪比利用DTS测出的温度信号比较微弱，如果在噪声很大的环境中，会导致有效温度信号的数据丢失。所以分析这种微弱的温度信号时，要先对其做相应的预处理。在解调过程中信噪比要能够与测量的精度要求相符，因此可以利用小波分解结合互相关延时过程的方法进行所采集微弱信号的去噪处理，以提高其信噪比。因为小波函数中Haar函数在处理信噪比相对较低的系统信号时比较有效，所以系统在处理信号时可以选择Haar函数。而互相关函数可以；隹确出输出信号受输入信号影响的程度，可以有效的修正测量过程中由于噪声源所导致的误差，且互相关的过程又满足系统处理信号的要求，所以选择其进行信号处理。将上述两种方法相结合，对信号进行去噪处理可以得到很好的效果。
2.系统的结构和解调原理分布式光纤温度传感器系统所利用的是上述光时域反射技术及光纤背向Raman散射温度效应。当脉中激光器LD射出脉冲光后，其经过定向耦合器向传感光纤输出，背向散射光带有受测点的温度信息，传感光纤再将其传回至定向耦合器并分为路，其中一种可以直接由背向散射光提取瑞利光，而另外一路则经过波分复用器后滤出反斯托克斯光。APD，即光电检测器可以探测出这两路光信号的空间温度，并将光信号转换为电信号再进行放大，将放大后的电信号传输至数据采集及处理电路进行双高速A/D转换以及数据处理，接着将处理好的数据传送至计算机系统，计算机的屏幕上就会实时的显示出数据处理的过程。再通过小波函数结合互相关过程的方法对信号去噪，最终根据解调的温度信号获取受测区的温度分布信息。系统通过反斯托克斯和瑞利后向散射比解调的方法进行温度信号的解调，通过瑞利散射的光时域反射仪曲线解调反斯托克斯光的光时域反射仪曲线，最终获取需测量的温度。系统通过双通道测量的方法获取温度值，获取的解调温度数据精确度更高，系统的稳定性及灵敏度均有所提高。
因为光纤传感器与测量技术是当今仪器仪表领域新的发展方向，其测量用的光纤传感器有很多种类，有很多种工作方式。要仔细地考虑项目的具体的应用要求，作好选择。
参考文献
[1]Control Solutions International China 2006.03.
[2]何道青编著.传感器与传感器技术[M].科学出版社2004年8月1日出版.