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फाइबर ऑप्टिक तापमान संवेदक का विकास और अनुप्रयोग

2021-04-09
प्रकृति में सब कुछ तापमान से निकटता से संबंधित है। चूंकि गैलीलियो ने थर्मामीटर का आविष्कार किया था, इसलिए लोगों ने मापने के लिए तापमान का उपयोग करना शुरू किया।
तापमान सेंसर जल्द से जल्द विकसित और सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले सेंसर हैं। लेकिन सेंसर जो वास्तव में तापमान को एक विद्युत संकेत में बदल देता है, का आविष्कार जर्मन भौतिक विज्ञानी सैबी द्वारा किया गया था, जो बाद में थर्मोकपल सेंसर था। 50 वर्षों के बाद, जर्मनी में सीमेंस ने प्लैटिनम प्रतिरोध थर्मामीटर का आविष्कार किया। सेमीकंडक्टर प्रौद्योगिकी के समर्थन के साथ, इस सदी में सेमीकंडक्टर थर्मोकपल सेंसर सहित विभिन्न तापमान सेंसर विकसित किए गए हैं। इसके विपरीत, तरंगों और पदार्थ के बीच परस्पर क्रिया कानून के आधार पर, ध्वनिक तापमान सेंसर, अवरक्त सेंसर और माइक्रोवेव सेंसर विकसित किए गए हैं।
1970 के दशक में ऑप्टिकल फाइबर के आगमन के बाद से, लेजर तकनीक के विकास के साथ, ऑप्टिकल फाइबर को सिद्धांत और व्यवहार में कई फायदे साबित हुए हैं। संवेदन तकनीक के क्षेत्र में ऑप्टिकल फाइबर के अनुप्रयोग ने भी ध्यान आकर्षित किया है। विज्ञान और प्रौद्योगिकी के विकास के साथ, कई फाइबर ऑप्टिक तापमान सेंसर उभरे हैं, और यह उम्मीद की जाती है कि नई तकनीकी क्रांति की लहर में, फाइबर ऑप्टिक तापमान सेंसर का व्यापक रूप से उपयोग किया जाएगा और अधिक भूमिका निभाएंगे।
फाइबर ऑप्टिक तापमान संवेदक का मूल कार्य सिद्धांत यह है कि प्रकाश स्रोत से प्रकाश को ऑप्टिकल फाइबर के माध्यम से न्यूनाधिक में भेजा जाता है, और मापे जाने वाले पैरामीटर के तापमान को प्रकाश के मॉड्यूलेशन क्षेत्र में प्रवेश करने के साथ इंटरैक्ट किया जाता है जिससे ऑप्टिकल गुण उत्पन्न होते हैं प्रकाश (जैसे कि प्रकाश की तीव्रता और तरंग दैर्ध्य)। फ्रीक्वेंसी, फेज आदि में बदलाव, जिसे मॉड्यूलेटेड सिग्नल लाइट कहा जाता है। ऑप्टिकल फाइबर के माध्यम से फोटोडेटेक्टर को भेजे जाने के बाद, डिमोड्यूलेशन के बाद, मापा मापदंडों को प्राप्त किया जाता है।
कई प्रकार के फाइबर ऑप्टिक तापमान सेंसर हैं, जिन्हें उनके कार्य सिद्धांतों के अनुसार कार्यात्मक और ट्रांसमिशन प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है। कार्यात्मक ऑप्टिकल फाइबर तापमान संवेदक तापमान के एक समारोह के रूप में ऑप्टिकल फाइबर की विभिन्न विशेषताओं (चरण, ध्रुवीकरण, तीव्रता, आदि) का उपयोग करके तापमान को मापता है। हालांकि इन सेंसरों में संचरण और भावना की विशेषताएं हैं, वे संवेदनशीलता और संवेदनशीलता को भी बढ़ाते हैं।
ट्रांसमिशन प्रकार के फाइबर तापमान सेंसर का फाइबर केवल तापमान माप क्षेत्र के जटिल वातावरण से बचने के लिए ऑप्टिकल सिग्नल ट्रांसमिशन के रूप में कार्य करता है। मापी जाने वाली वस्तु का मॉड्यूलेशन फ़ंक्शन अन्य भौतिक गुणों के संवेदनशील घटकों द्वारा महसूस किया जाता है। इस तरह के सेंसर, ऑप्टिकल फाइबर की उपस्थिति के कारण, सेंसिंग हेड के साथ ऑप्टिकल युग्मन समस्याएं हैं, सिस्टम की जटिलता को बढ़ाते हैं, और यांत्रिक कंपन जैसे हस्तक्षेप के प्रति संवेदनशील होते हैं।
विभिन्न प्रकार के फाइबर ऑप्टिक तापमान सेंसर विकसित किए गए हैं।
निम्नलिखित कई प्रमुख फाइबर-ऑप्टिक तापमान सेंसर की अनुसंधान स्थिति का एक संक्षिप्त परिचय है। उनमें फाइबर-ऑप्टिक हस्तक्षेप तापमान सेंसर, अर्धचालक अवशोषण फाइबर तापमान सेंसर, और फाइबर झंझरी तापमान सेंसर हैं।
अपनी स्थापना के बाद से, फाइबर ऑप्टिक तापमान सेंसर का उपयोग बिजली प्रणालियों, निर्माण, रसायन, एयरोस्पेस, चिकित्सा और समुद्री विकास में किया गया है, और बड़ी संख्या में विश्वसनीय आवेदन परिणाम प्राप्त किए हैं। इसका अनुप्रयोग एक ऐसा क्षेत्र है जो आरोही में है और इसमें विकास की व्यापक संभावना है। अब तक, देश और विदेश में कई संबंधित शोध हुए हैं, हालांकि संवेदनशीलता, माप सीमा और संकल्प में बहुत सारे विकास हुए हैं, लेकिन मेरा मानना ​​है कि अनुसंधान के गहन होने के साथ, विशिष्ट अनुप्रयोग उद्देश्य के अनुसार, अधिक और होगा अधिक उच्च परिशुद्धता, सरल संरचना, कम लागत, अधिक व्यावहारिक समाधान, और आगे तापमान सेंसर के विकास को बढ़ावा देते हैं।
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