荧光光纤温度传感器原理及方法介绍02研—张杨荧光测温方法1、双波长比值法2、测荧光寿命法(1)数据拟和法(2)模拟锁相法(3)数字锁相法荧光物的激励光谱和荧光光谱激励区发光区2503504505506500.00.20.40.60.81.0相对强度波长/nmUESOY:22高压电源紫外汞灯光调制器耦合器PDPD12滤光片放大器放大器除法器A/D计算机探头测量系统光纤荧光材料薄层聚四氟乙烯涂层光纤探头温度/oC相对荧光强度46810100200温度标定曲线当稀土掺杂物质受到激励时,会发出荧光。在激励撤销后,荧光会以指数规律衰减。荧光消退的时间称为荧光寿命,用τ表示。荧光寿命τ是温度T的函数,与光强无关。荧光衰减可以表示成BtAtf)/exp()(当我们采用数字采集卡或其它手段对信号进行数字采样时,我们得到了如下的形式1,...,1,0)/exp()(NkBtkAtfn=0,1,2,…,N-1首先将形如上式的函数进行快速傅里叶变换,然后根据傅氏谱的首项得出荧光寿命。上式的傅里叶变换的第n项为1010)2exp(])2(exp[)2exp(NkNkknkNnjBkNnjtAkNnjfF其中0次项为与本底信号B有关。而其它项可化简为可见,除0次项外,其余项与本底信号无关。NBttNAF)/exp(1)/exp(101..2,1)/2exp()/exp(1)/exp(1NnNnjttNAFn我们采用第一项来计算荧光寿命,对傅里叶变换结果的n=1项,上式化为)2sin()exp()2cos()]exp(1[)exp(11NtjNttNAF该项为一复数,其幅角值的正切函数为)2cos()exp(1)2sin()exp()Re()Im()tan(1111NtNtFFQ可见,第一项傅里叶变换项的位相正切函数Q1为荧光寿命τ的单值函数,与起始光强A,背景信号B无关,可以从中计算出荧光寿命τ来。))2sin()2cos(ln(11QNNQt谢谢观看再见