光纤温度传感器是一种利用光学原理进行温度测量的传感器，通过光纤作为传输介质或敏感元件，将温度变化转化为光信号的变化（如强度、波长、相位等）。其优势包括抗电磁干扰、耐腐蚀、高精度、远距离传输和适用于极端环境（如高温、高压或易燃易爆场景）。

主要类型及工作原理

1. 光纤光栅温度传感器（FBG）

   • 原理：利用光纤布拉格光栅（FBG）的反射波长随温度变化的特性。温度变化导致光栅周期和折射率改变，反射波长偏移（典型灵敏度约10 pm/℃）。

   • 特点：高精度（±0.1℃）、可多点复用（单根光纤串联多个光栅）、长期稳定性好，适用于航空航天、电力设备监测。

2. 荧光光纤温度传感器

   • 原理：荧光物质受激发后，其荧光寿命或强度与温度相关。通过测量荧光衰减时间（微秒级）反推温度。

   • 特点：适用于生物医疗（如体内测温）、小范围高精度测量（-50~200℃），抗电磁干扰强。

3. 分布式光纤温度传感器（DTS）

   • 原理：基于拉曼散射或布里渊散射效应。激光脉冲在光纤中传输时，背向散射光的强度/频率与温度相关（拉曼型空间分辨率可达1 m，测温范围-50~300℃）。

   • 特点：长距离连续监测（可达数十公里）、实时空间分辨率，用于油井、隧道火灾预警。

4. 干涉型光纤温度传感器

   • 原理：马赫-曾德尔（M-Z）或法布里-珀罗（F-P）干涉仪中，温度变化引起光相位差，通过干涉条纹移动计算温度。

   • 特点：超高灵敏度（纳米级位移），但易受振动干扰，需补偿技术，适合实验室精密测量。

5. 强度调制型光纤传感器

   • 原理：温度变化改变光纤微弯损耗或吸收材料的透光率，通过检测输出光强变化间接测温。

   • 特点：结构简单、成本低，但易受光源波动影响，需参考通道补偿。

典型应用场景

• 工业：高压变压器绕组温度监测（FBG）、炼钢厂高温反应釜（DTS）。

• 医疗：微波消融术中实时组织测温（荧光型）。

• 能源：海底电缆温度分布监测（分布式）。

• 科研：超导磁体低温测量（干涉型）。

选型关键参数

• 测温范围：FBG（-200~800℃）、荧光型（窄范围高精度）、DTS（宽范围长距离）。

• 精度与分辨率：FBG可达±0.1℃，DTS通常±1℃。

• 环境适应性：抗辐射（核电站）、防爆（石油化工）。