Présentation
RÉSUMÉ
A contrario des pyromètres, les fibres optiques sont également utilisées dans des thermomètres avec contact. Dans ces capteurs de fibre optique (CFO), la fibre joue le rôle de transducteur et permet suivant sa répartition deux types de mesures : réparties ou distribuées. Cet article présente les principes et les fonctionnalités des capteurs thermiques, intrinsèques, qui utilisent la fibre optique comme transducteur, et extrinsèques en utilisant une autre technique pour la mesure de température.
Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.
Lire l’articleAuteur(s)
-
Pierre FERDINAND : Docteur d’État ès sciences - Chef de laboratoire au CEA-List, Direction de la Recherche Technologique, Centre d’Études de Saclay
INTRODUCTION
A contrario des pyromètres exploitant le flux IR collecté par la ou les fibres, il existe une seconde catégorie de capteurs à fibre optique (CFO) de température, souvent de type intrinsèque, pour lesquels la fibre joue le rôle de transducteur et pas seulement de canal de transmission. Ces capteurs, pour la plupart multiplexables en réseaux, nécessitent un contact thermique avec les zones à contrôler. On peut les scinder en deux grandes familles suivant le type de la mesure réalisée. Ce sont d’une part les mesures réparties, c’est-à-dire « en continu », qui fournissent un profil de la température le long de la fibre, et d’autre part les mesures distribuées, dont les architectures impliquent des points de mesure discrets reliés à un système de mesure unique, suivant diverses topologies de connexion.
Les principes présidant à la mesure de température par capteur à fibre optique font l’objet de l’article Thermomètres à fibre optique- Procédés de mesure.
Cet article traite des procédés de mesure avec contact. Les thermomètres sans contact (pyromètres) sont présentés dans l’article précédent Thermomètres à fibre optique sans contact : pyromètres. Ces méthodes sont comparées dans Thermomètres à fibre optique, véritable outil d’aide à la sélection.
Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 95 % à découvrir.
Déjà abonné ? Se connecter
DOI (Digital Object Identifier)
Présentation
Principaux enjeux technico-économiquesArticle inclus dans l'offre
"Mesures physiques"
(118 articles)
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques.
Quiz, médias, tableaux, formules, vidéos, etc.
Opérationnels et didactiques, pour garantir l'acquisition des compétences transverses.
Un ensemble de services exclusifs en complément des ressources.
2. Capteurs extrinsèques en bout de fibre
Les capteurs dit « extrinsèques » n’utilisent pas la fibre en tant que transducteur. Il s’agit donc de tous les capteurs « hybrides » fondés sur un transducteur autre que la fibre, généralement fixé en extrémité de celle-ci et interrogé par une source optique placée dans l’instrument déporté. Ce type de capteur se présente donc le plus souvent sous forme d’une structure de type Y, avec source et récepteurs connectés sur les deux branches en amont, tandis que le transducteur est placé au niveau de la branche en aval (figure 9).
2.1 Mesure par photoluminescence de terres rares
Les capteurs de température de ce type utilisent la variabilité thermique de la photoluminescence d’un élément spécifique (généralement un composé phosphorescent) placé en extrémité de fibre et mis en contact avec l’objet à ausculter. Ce principe fut très tôt à la base de nombreuses études, si bien que le premier capteur de température à fibre optique commercialisé au début des années 1980, par la société américaine Luxtron, était de ce type. Puis, d’autres sociétés, comme ASEA en Suède et Omron au Japon, introduisirent ce type de produit sur le marché. Ces produits, bien que développés autour d’éléments sensibles de types différents, s’appuient tous sur le même principe.
-
Dans le cas de Luxtron, l’élément transducteur est un composé phosphorescent dopé par une terre rare, dont la propriété est d’émettre un signal de fluorescence visible, lors d’une excitation par un rayonnement UV, sous forme de raies situées entre 450 nm et 650 nm, dont certaines seulement présentent une amplitude liée à la température du composé. Ainsi, le rapport des intensités de deux raies d’émission (raie « a » sensible à la température et raie « c » insensible) devient indépendant de l’intensité d’excitation, et plus globalement de la fonction de transfert du capteur, tout en restant lié à la température. Les appareils et leurs sondes sont tous étalonnés en usine et le rapport de l’intensité des deux raies se trouve conservé dans une mémoire de l’instrument. Lors d’une mesure, le...
Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 94 % à découvrir.
Déjà abonné ? Se connecter
Capteurs extrinsèques en bout de fibre
Article inclus dans l'offre
"Mesures physiques"
(118 articles)
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques.
Quiz, médias, tableaux, formules, vidéos, etc.
Opérationnels et didactiques, pour garantir l'acquisition des compétences transverses.
Un ensemble de services exclusifs en complément des ressources.
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - FERDINAND (P.), DENAYROLLES (Y.), coll - Potentialités des capteurs distribués et des réseaux de Capteurs à Fibres Optiques à Électricité de France - . Congrès Mesucora 88, Paris, session no 13, pp. 45-78 (1988).
-
(2) - FERDINAND (P.), DENAYROLLES (Y.) - Les réseaux de Capteurs à Fibres Optiques : Principes et applications - . Congrès Mesucora 91, session no 2, Paris, pp. 31-71 (1991).
-
(3) - FERDINAND (P.) - Capteurs à Fibres Optiques et Réseaux associés - . Techniques et Documentation Lavoisier (1992).
-
(4) - FERDINAND (P.), MAGNE (S.), DEWYNTER-MARTY (V.), MARTINEZ (C.), ROUGEAULT (S.), BUGAUD (M.) - Applications of Bragg Grating Sensors in Europe (Applications des Capteurs à Réseaux de Bragg en Europe) - . Inter. Conf. on Optical Fiber Sensor OFS’12, Williamsburg, pp. 14-15 (1997).
-
(5) - Thermomètre à fibre optique : le thermomètre idéal ? - Mesures, pp. 53-57 (3 oct. 1983).
-
...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
Optoelectronic Industry and Technology Development Association (OITDA) http://www.oitda.or.jp
Lawrence Livermore National Laboratory (pyrométrie bicolore) http://www.llnl.gov
International Technology Research Institute, Optical Sensors Technology http://itri.loyola.edu/opto/c6_s3.htm
Business Communications Company, Fiber Optic Sensors http://www.buscom.com/instru/G116R.html
The International Society for optical engineering http://www.spie.org
Collected Papers of the International Conferences on Optical Fiber Sensors (OFS), 1983-1997. SPIE, OSA, LEOS (1999) http://www.spie.org/web/abstracts/pdfs/CDP01.pdf
HAUT DE PAGE2 Constructeurs et fabricants (Liste non exhaustive)
Le tableau récapitule les principaux concepteurs et fabricants de CFO de température, ainsi que leurs distributeurs.
HAUT DE PAGE
Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 95 % à découvrir.
Déjà abonné ? Se connecter
Article inclus dans l'offre
"Mesures physiques"
(118 articles)
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques.
Quiz, médias, tableaux, formules, vidéos, etc.
Opérationnels et didactiques, pour garantir l'acquisition des compétences transverses.
Un ensemble de services exclusifs en complément des ressources.
