光纖溫度傳感器工作原理為:在低溫區(qū)（400℃以下）,輻射信號(hào)較弱,系統(tǒng)開(kāi)啟發(fā)光二極管(LED)使熒光測(cè)溫系統(tǒng)工作。發(fā)光二極管發(fā)射調(diào)制的激勵(lì)光,經(jīng)聚光鏡耦合到Y(jié)型光纖的分支端,由Y型光纖并通過(guò)光纖耦合器耦合到光纖溫度傳感頭。

光纖傳感頭端部受激勵(lì)光激發(fā)而發(fā)射熒光,熒光信號(hào)由光纖導(dǎo)出,并通過(guò)光纖耦合器從Y型光纖的另一分支端射出,由光電探測(cè)器接收。光電探測(cè)器輸出的光信號(hào)經(jīng)放大后由熒光信號(hào)處理系統(tǒng)處理,計(jì)算熒光壽命并由此得到所測(cè)溫度值。而在高溫區(qū)（400℃以上）,輻射信號(hào)足夠強(qiáng),輻射測(cè)溫系統(tǒng)工作,發(fā)光二極管關(guān)閉。輻射信號(hào)通過(guò)藍(lán)寶石光纖并通過(guò)Y型光纖輸出,由探測(cè)器轉(zhuǎn)換成電信號(hào),系統(tǒng)通過(guò)檢測(cè)輻射信號(hào)強(qiáng)度計(jì)算得到所測(cè)溫度。

光纖傳感頭端部由Cr3+離子摻雜,實(shí)現(xiàn)光激勵(lì)時(shí)的熒光發(fā)射。摻雜部分光纖長(zhǎng)度為8～10mm。端部光纖的外表面同時(shí)鍍覆黑體腔,用于輻射測(cè)溫。(這時(shí),光纖黑體腔長(zhǎng)度與直徑之比大于10,可以滿足黑體腔表觀輻射率恒定的要求)。值得注意的是,避免或減少熒光發(fā)射部分與熱輻射部分的相互干擾,對(duì)保證整個(gè)系統(tǒng)的性能十分重要。

經(jīng)過(guò)分析,可以發(fā)現(xiàn)這種干擾主要表現(xiàn)為:1)熒光信號(hào)中輻射背景信號(hào)對(duì)熒光壽命檢測(cè)精度的影響,2)光纖表面鍍覆對(duì)熒光強(qiáng)度的影響,3)光纖內(nèi)Cr3+離子摻雜對(duì)黑體腔熱輻射信號(hào)的影響。