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基于光纤干涉仪的高精度温度测量技术

一、引言

光纤干涉型温度传感器因其高灵敏度、抗电磁干扰、本质安全等优点,在电力设备、航空航天、工业过程控制等领域具有广泛应用。该技术利用光在光纤中传播时受温度变化引起的相位或波长偏移进行测量,具备亚毫开尔文级分辨率的潜力。本文将介绍其核心技术与工程应用。


二、核心技术原理

马赫-曾德(Mach-Zehnder)干涉结构

利用双路光程差随温度变化产生干涉信号。

法布里-珀罗(Fabry-Pérot)腔传感机制

腔长变化导致谐振波长漂移,用于温度解调。

迈克尔逊(Michelson)干涉系统

基于反射光干涉图样变化实现高精度测温。


三、典型应用场景

高压变压器绕组温度监测

实现绝缘环境下的实时温度反馈与过热预警。

油气井下多点分布式测温

支持千米级深度连续温度剖面测量。

航天器热控系统反馈调节

精确感知空间环境下各部件温度波动。


四、未来发展方向

集成化与微型化光纤温度探头

推动芯片级封装,拓展至生物医学和微电子领域。

结合AI的数据融合与误差补偿算法

提升复杂环境下的稳定性和长期可靠性。


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