Details

Предмет исследования. Волоконно-оптический датчик температуры на основе регенерированной волоконной брэгговской решетки. Цель работы. Разработка датчика высоких температур на основе регенерированной волоконной решетки Брэгга и проведение его температурного исследования до температуры 1000 C. Метод. Регенерированная волоконная брэгговская решетка получена в результате отжига в высокотемпературной муфельной печи "затравочной" волоконной решетки Брэгга, записанной на нагруженное водородом оптическое волокно SMF-28, при непрерывно поднимающейся температуре от комнатной до 920 C (температура регенерации в случае волокна SMF-28). Коэффициент отражения "затравочной" решетки максимально близок к 100%, длина структуры 15 мм. Скорость нагрева 500 град/час. Основные результаты. В ходе проведения работ и температурных исследований в диапазоне температур от +25 до +1000 C с шагом в 100 C разработан волоконно-оптический датчик температуры на основе регенерированной волоконной брэгговской решетки с коэффициентом отражения порядка 50%, температурная чувствительность которого составила 14,9 пм/град. Практическая значимость. Предложенный метод изготовления регенерированных волоконных решеток Брэгга позволяет использовать их в качестве чувствительного элемента датчика температуры. Его способность работать при таких высоких температурах открывает широкие возможности по применению в огромном спектре прикладных задач, сфер промышленности (например, в газотурбинных двигателях, на электростанциях, сталеплавильных заводах и др.). Простота его реализации позволяет получить волоконно-оптический датчик температуры без применения дополнительного оборудования и материальных затрат.

Subject of study. Fiber-optic temperature sensor based on a regenerated fiber Bragg grating. Aim of study. Development of a high temperature sensor based on a regenerated fiber Bragg grating and conducting its temperature study up to a temperature of 1000 C. Method. The regenerated fiber Bragg grating is obtained by annealing in a high-temperature muffle furnace with a “seed” fiber Bragg grating recorded on hydrogenated optical fiber SMF-28, at a continuously rising temperature from room temperature to 920 C (regeneration temperature in the case of SMF-28 fiber). The reflection coefficient of the “seed” grating is as close as possible to 100%, the structure length is 15 mm. Heating rate 500 C/hour. Main results. During the work and temperature studies, which were carried out in the temperature range from +25 to +1000 C in steps of 100 C, a fiber-optic temperature sensor was developed based on a regenerated fiber Bragg grating with a reflectance of about 50%, the temperature sensitivity of which was 14,9 pm/C. Practical significance. The proposed method for manufacturing regenerated fiber Bragg gratings makes it possible to use them as a sensitive element of a temperature sensor. Its ability to operate at such high temperatures opens up wide possibilities for use in a huge range of industrial applications (for example, gas turbine engines, power plants, steel mills, etc.). The simplicity of its implementation makes it possible to obtain a fiber-optic temperature sensor without the use of additional equipment and material costs.