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Saphir-Faser-Bragg-Gitter für die Hochtemperatursensorik

Elsmann, Tino; Habisreuther, Tobias; Rothhardt, Manfred; Schmidt, Heidemarie
in: Technisches Messen (2017) 797

Saphir-Faser-Bragg-Gitter (SFBG) sind neuartige Temperatursensoren, die mittels fs-Laserpulsen in einkristallinen Saphirfasern erzeugt werden, wobei durch Wellenlängenmultiplexen mehrere Gitter in eine Faser geschrieben werden können. SFBG wurden von Raumtemperatur (RT) bis zu 1900°C getestet. Die Temperaturabhängigkeit ist parabolisch und steigt von ca. 23 p.m./K bei RT auf 35 p.m./K bei 1500°C. Durch eine angepasste Auswertung des Reflexionsspektrums wird eine Faser-Bragg-Wellenlänge bestimmt, wobei relative Temperaturänderungen von ±1 K nachgewiesen werden können. SFBG werden durch elektromagnetische Felder nicht beeinflusst. Sie können sowohl in oxidierender als auch in reduzierender Atmosphäre eingesetzt werden. Allerdings müssen Saphirfasern durch Schutzrohre gegen Kontamination geschützt werden. Sowohl der kurzzeitige Einsatz bei 1900°C als auch ein Einsatz über vier Wochen bei 1400°C führte zu keiner nachweisbaren Drift oder Alterung der SFBG. SFBG sind eine mögliche Alternative zu Thermoelementen oder Pyrometern.

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