德国artphotonics镀铜光纤在发动机测温上运用

简介：近年来，石英光纤在信息、传感技术以及激光传能等领域获得了很快的发展和广泛应用。光纤测温、测压、测振早就是成熟技术，特别是在光纤分布式测温（DTS），比起于传统电测量，具备长年可信、不不受电磁干扰、测量精度高等特点，被普遍运用于油井、隧道、核反应，以及航空航天等最重要领域。德国artphotonics生产金属涂层光纤工作温度平均800°C，已顺利在上述领域获得普遍用于。内容：DTS测温原理：DTS（DistributedTemperatureSensing）分布式光纤测温，可用于长度多达数千米的光纤传感光缆，使其需要充分发挥线性温度传感器的起到，最后结果是取得沿着整个传感光缆的持续的温度曲线。

其基本原理是利用拉曼效应来测量温度，通过光纤发送到的光学脉冲激光需要产生一些散射光，这些散射光需要光线到发送到末端。拉曼衍射的强度是沿着光纤测量的温度，随着温度的变化，反斯托克斯拉曼信号的幅度不会显著地变化，拉曼－斯托克斯信号比较平稳。温度读数的方位可通过测量反射光信号抵达接收器的时间来展开确认，这种方法被称作OTDR（光时域光线技术）。

图拉曼衍射其他的一些DTS技术还用于布里渊技术（B－OTDR或B－OTDA），这种偏移衍射需要传送突发事件信息与温度信息，该系统也被称作DTSS（分布式温度与突发事件传感）系统。这些系统面对的挑战是将光纤与突发事件分离出来，从而取得精确的温度信息。图DTS测温原理DTS测温光纤，主要由纤芯，包层以及涂覆层三部份包含。其中涂层与光纤应用于稳定性以及使用寿命有紧密的关系。

常规普通光纤使用紫外烧结丙烯酸树脂涂层，它的用于温度为－60°C－85°C，如果长时间在低于85°C环境下工作，涂层不会再次发生热老化，特别是在有O2不存在的环境持续性再次发生热氧老化，加快涂层高分子链的脱落过程，从而使涂层丧失维护光纤的起到，无法制止水分子入侵光纤，加快光纤的疲惫过程，导致光纤表面微裂纹扩展造成光纤过热。对于险恶环境，高温环境下光纤测温，多使用金属涂层光纤测温方案。

德国artphotonics生产金属涂覆层光纤，主要有镀铝和镀铜光纤。使用领先工艺，将金属（铝，铜合金）均匀分布涂覆在光纤包层外。

由于金属涂层的热膨胀系数较低，基本与石英光纤正处于同一数量级，使得光纤不仅具备可在高温环境下工作性质，工作温度再往600°C，还不具备金属性能，反映在机械性能，其抗拉强度约GPa级（＞3GPa），以及100％耐湿性。该公司生产镀铜光纤已顺利在发动机上构建DTS分布式测温，测温示意图闻下图示。脉冲激光通过一段距离光纤传导入测温光缆，装载温度变化信息拉曼散射光，斯托克与鼓吹斯托克，入过分光后，分别被光电探测器接管，改以电信号，经采集卡收集并数据处理，上位机动态表明测量温度信息。

图发动机DTS测温示意图图测温系统构成测温光纤使用50μm纤芯镀铜光纤，长度30m左右，测温系统分辨率在1cm。右图为德国artphotonics金属涂层光纤实物图。图左边镀铝光纤，右边镀铜光纤实物镀铜光纤另加不锈钢钢保护套，阻隔水解环境，工作温度甚至平均800°C。图镀铜光纤另加不锈钢保护套德国artphotonics镀铜光纤除了在发动机上运用，还能用在冶金过程中的高温环境温度的观测，高温油气井的传感观测，低温环境下温度观测，低真空或高压环境下的用于，航天以及船舶领域。

德国artphotonics公司在大陆区办事处为深圳唯锐科技，公司致力于引入国外先进性与创新性的光电技术可信产品，为国内前沿科研与工作领域获取优质的产品与服务，助力中国智造与中国建构。

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