[发明专利]一种基于掺铕氧化钇荧光粉的双波长荧光光纤测温系统

说明书

本发明公开一种基于掺铕氧化钇荧光粉的双波长荧光光纤测温系统，利用掺铕氧化钇荧光粉绿色和蓝色激发效率的比值与荧光粉本身温度线性相关的特性，以掺铕氧化钇荧光粉为敏感材料制成感温探头（掺铕氧化钇荧光探头），荧光发光效率高（出射中心波长为633nm），利于光电探测器接收，同时感温探头可采用非金属材料，适用于绝缘强度要求高及电磁环境要求严格的场合；采用半反射率透镜和波分滤光透镜调整输入和输出光的传输路径，不仅提高了系统的集成度，而且可避免返回的荧光信号进入发光二极管，保证发光二极管的工作稳定性。

技术领域

本发明涉及光纤测温技术领域， 尤其是一种基于掺铕氧化钇荧光粉的双波长荧光光纤测温系统。

背景技术

目前，油浸式变压器测温装置大多是基于铂电阻或者余晖法荧光测温。铂电阻测温装置需要传感器与变压器油充分接触并经过热交换达到平衡后，才能够通过电学参量的变化表征温度，响应速度慢、工作效率低。余晖法荧光测温是由光纤与内置有荧光粉的荧光探头相接，当荧光粉受到一定波长的光激励后，受激辐射出荧光能量；当激励撤消后，荧光余晖的持续性（时间）与环境温度相关，进而通过测量荧光余晖时间达到测温的目的。余晖法荧光测温虽克服了铂电阻测温装置所存在的问题，但是所用荧光粉（如红宝石等）存在着价格昂贵、硬度大难以制粉及检测范围窄等问题。

掺铕氧化钇荧光粉受到蓝绿光激发时，能产生亮度很高的633nm红色荧光，其烧结制成后就是粉末状态，产量大价格便宜，已广泛应用于CRT型显示屏，未见用于制备荧光光纤测温系统的相关报道。

发明内容

本发明是为了解决现有技术所存在的上述技术问题，提供一种基于掺铕氧化钇荧光粉的双波长荧光光纤测温系统。

本发明的技术解决方案是：一种基于掺铕氧化钇荧光粉的双波长荧光光纤测温系统，有单片机，单片机通过第一电流驱动器与蓝色发光二极管相接，单片机通过第二电流驱动器与绿色发光二极管相接，所述蓝色发光二极管与绿色发光二极管的发光方向垂直且在光线相交处倾斜设置有半反射率透镜，所述蓝色发光二极管的光线从半反射率透镜的正面输入，所述绿色发光二极管的光线从半反射率透镜的反面输入，所述半反射率透镜的透过波长为400~600nm，透光率为45~55%，出射光方向与蓝色发光二极管的发光方向重合，在半反射率透镜的出射光路中依次设置有倾斜的波分滤光透镜及竖直的聚焦透镜，所述波分滤光透镜正面镀有波长400~600nm增透膜，透过率大于95%，所述波分滤光透镜的反面镀有波长600~700nm反射膜，波长反射率大于95%，所述聚焦透镜依次通过光纤法兰、光纤与掺铕氧化钇荧光探头相接，在波分滤光透镜的反射光路中设有光电探测器，所述光电探测器的输出信号通过A/D转换器与单片机相接。

本发明利用掺铕氧化钇荧光粉绿色和蓝色激发效率的比值与荧光粉本身温度线性相关的特性，以掺铕氧化钇荧光粉为敏感材料制成感温探头（掺铕氧化钇荧光探头），荧光发光效率高（出射中心波长为633nm），利于光电探测器接收，同时感温探头可采用非金属材料，适用于绝缘强度要求高及电磁环境要求严格的场合；采用半反射率透镜和波分滤光透镜调整输入和输出光的传输路径，不仅提高了系统的集成度，而且可避免返回的荧光信号进入发光二极管，保证发光二极管的工作稳定性。本发明具有体积小、寿命长、成本低、测量温度范围大（所测温度线性区可达450℃）、 抗干扰能力强等优点，特别适用于油浸式电力变压器内部温度检测。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图。

具体实施方式