荧光光纤测温工作原理

荧光物质在受到一定波长(受激谱)的光辐射后，电子吸收光子从低能级跃迁到态高能级，从高能级返回到低能级的辐射跃迁中发出荧光。激励停止后，受荧光通常是按指数方式衰减，在激励脉冲终止后，取荧光指数衰落曲线上两个特定的强度值，激励脉冲终止时间 t1，衰落信号的强度值为 I0，当衰落信号达到后一个值 I0/e 时，时间为 t2。t1 和 t2 的间隔就是指数衰落信号的时间常数τ，时间常数τ可以用来测量荧光寿命。

研究证明，在不同的环境温度下，荧光寿命也不同，荧光寿命与温度的关系可用下式表示：式中，RE、RT、k、ΔE 均为常数；T 为温度。因此，通过测量荧光寿命的长短，就可以得知当前的环境温度。

荧光光纤测温系统用荧光光纤温度传感探针是基于稀土荧光物质的材料特性实现的，当某些稀土荧光物质受紫外线照射后，在可见光谱中发射线状光谱，即荧光及其余辉(余辉为激励停止后的发光)。荧光余辉的衰变时间常数是温度的单值函数，通常温度越高，时间常数越小。

只要测得时间常数的值，就可以求出温度。应用这种方法测温的优点，就是被测目标温度只取决于荧光材料的时间常数，而与系统的其他变量无关，例如光源强度的变化、传输效率、耦合程度的变化等都不影响测量结果，较其它测温法原理上有明显优势。