感應加熱真空熔化爐液相溫場在線檢測具體實施方案

 感應加熱真空熔化爐液相溫場在線檢測具體實施方案

　一、光纖溫度傳感器的制作

　1、通常的制作方法 目前主要采用藍寶石光纖進行高溫的測量。藍寶石為人工生長的的氧化鋁(Al2O3),其熱穩(wěn)定性好,強度高,本質絕緣,耐腐蝕,熔點很高,可達2045℃, 在0114～615 μm波長段有良好的透光性,可與探測器的光譜響應范圍匹配,是一種優(yōu)良的近紅外耐高溫光學材料。藍寶石單晶光纖既具有藍寶石的優(yōu)良性能又具有光波導的特點,是目前在高溫環(huán)境下適用的光波導材料之一。藍寶石光纖黑體腔目前主要有兩種制作方法,一種是在藍寶石單晶光纖的一端涂覆高發(fā)射率的感溫介質陶瓷薄層,并經(jīng)高溫燒結形成微型光纖感溫腔,這種感溫介質必須要滿足耐高溫、穩(wěn)定性好、且與藍寶石單晶光纖基體結合牢固等一系列苛刻的要求。另一種是以藍寶石單晶光纖為基體,在其一端濺射銥貴金屬感溫介質薄膜,構成體積微小的感溫黑體腔(熱傳感頭),為防止銥金屬在高溫下?lián)]發(fā),在腔外壁再蒸鍍一層Al2O3保護膜。

　2、感應式真空熔化爐液相溫場檢測用高溫黑體式 光纖溫度傳感器的制作 在藍寶石光纖的測溫端制作一個人工的黑體腔作為輻射源,典型的做法是采用經(jīng)過穩(wěn)定性處理的氧化鋯,制作成一個長徑比大于10的空腔,或者直接在藍寶石光纖的表面鍍銥膜,使其可視發(fā)射率接近于1,將其感受的溫度以輻射能量的形式耦合到石英光纖,然后使用光電檢測器件將信號轉換為溫度。

　配接光纖溫度傳感器的數(shù)據(jù)采集器的研制 包括信號調理電路、多通道轉換電路、光電轉換電路、信號存儲處理電路等的設計和選型。 其中光電探測器選用硅PIN光電二極管與一個以FET為前端的寬帶低噪聲放大器混合集成的光電接收 組件。這種器件是一個包含小面積,小電容的光電二極管與高輸入阻抗的場效應管前置放大器的組合體。其電容小,輸入阻抗高,供電電壓低,工作十分穩(wěn)定可以大大降低熱噪聲。 數(shù)據(jù)采集器采用DSP技術,對信號進行濾波和相關檢測,并實現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲和處理等功能。

　二、研制溫場檢測所需可旋轉運動的專用工裝支 架、定位定點裝置包括固定傳感器的支架,可控旋轉角度的運動機構,專用連接法蘭等,保證傳感器按溫場檢測要求方式布置,以及光纖本身的固定和連接并在進行快速溫場檢測運動時不被損壞。