红外分布光纤温度传感器系统及特性研究

利用光纤喇曼散射的温度效应和光纤的光时域反射（ＯＴＤＲ）技术研制了应用于空间温度分布场实时测量的红外分布光纤温度传感器系统（ＩＲ－ＤＦＴＳＳ），在系统中光纤既是传输媒体也是传感媒体，在１ｋｍ传感光纤上采样２００点，并能对测温点定位。本文对系统主要特性进行了分析和讨论，实验结果如下：系统的测量范围０－１３０℃；测温准确度±２℃；测温分辨率０．１℃；光纤传感探头的空间分辨率为４ｃｍ；自由展开光纤空间分辨率小于１０ｍ，测量时间小于４０ｓ。     

光纤传感测温方法与红外测温的比较

光纤传感是一门新兴学科,利用光纤传感方法进行测温,是现代测温方法发展的必然结果,也是红外测温方法的进一步发展。本文将光纤传感测温与红外测温中采用的探测器,信号处理等进行比较,指出两者的同异。特别指出光纤传感器应用于温度测量的优点,最后介绍了我们研制的瞬态温度测量、连续温度测量、分布温度测量以及点温测量等多种光纤温度传感器,它们既扩大了红外技术的应用领域,也把测温技术提高到一个新的层次。     

温度附加损耗对分布式光纤拉曼温度传感器测温误差影响研究

基于分布式拉曼温度传感器(RDTS)的温度解调 原理,研究了光纤温度附加损耗对传感器测温结果的影响。采用一条光纤的不同位置 同时测量两个温控箱温度的实验方法,得出当光纤温度在20.0～100.0℃范围内变化时,单位长度的光纤对该段光纤位置之后的 光纤产生测温附加误差与该段光纤温度成正比以及与受温度影响的光纤长度成正比的规律 ,进而实现了对RDTS测温结果的修正。实验结果表明,2km中一段700m长的光纤在温控箱 温度控制范围内,测量温度附加误差从修正前的最大4.09℃降低到 修正后的小于0.47℃。     

微波场中温度传感方法

微波技术是近代科学技术发展的重大成就之一，而微波作为一种新型热源已被广泛应用于化学研究，食品加工，医疗仪器以及材料热处理等行业中．发展极为迅速。在这些应用中，温度显然是个重要的参数，但处于强电磁场的环境下，在微波场中温度的测量依然是一个技术难题。微波场中测温技术进一步改进，将大大推进微波在各行业中的应用。该文简述了微波加热的机理与特点，综述了目前已经实现的微波场中温度测量的方法，并进行了优劣性比较，对微波场中测温技术发展具有一定的参考价值。     

蓝宝石单晶光纤高温仪的研制

报道了双波长蓝宝石单晶光纤高温仪的研制工作．对蓝宝石单晶光纤高温传感头的热辐射特性进行了理论分析和实验研究，并在此基础上研制了双波长蓝宝石单晶光纤高温仪，仪器的测温范围为８００～１７００℃，测温精度可望达到０．２％（１０００℃时），分辨率为１℃，可应用于科研和工业生产中某些特殊环境下的温度测量．     

一种分布式光纤测温系统的设计与实现

由于受到光纤损耗影响,长距离光纤测温精度较低。为了提高长距离光纤测温精度,提出了一种分布式光纤测温系统设计方案。通过理论分析确定了拉曼散射光中的损耗分量。对常温下的测试数据进行拟合建模,分离出损耗分量并对其进行补偿,消除了损耗对测试温度的影响,提高了长距离光纤测温的准确性。利用参考光纤环实现了光纤温度实时动态解调。将待测光纤环分别放置在50℃、60℃、70℃、80℃的恒温水槽中进行了试验,并对其数据进行了处理分析。结果表明,系统测温精度为±1℃,空间分辨率为2 m。     

一种双通道光纤光栅温度检测系统的研究

光纤光栅以其独特的优点,在温度测量中得到了越来越广泛的应用.在用分布式光纤光栅阵列进行测温时,由于受到传感光栅之间的缓冲区和探测范围的限制,使得测温点数有限.文章提出了基于光强的双通道分布式光纤光栅温度检测系统,在未改变缓冲区和探测范围的前提下,扩展了测温点数.     

基于分布式光纤传感的合成气管道温度在线监测研究北大核心CSCD

针对现有煤气化工艺中合成气管道温度监测问题,研究基于拉曼散射的分布式光纤测温系统,研制了带不锈钢套管的耐高温传感光纤,模拟合成气管道周围温度分布,在合成气管道现场铺设434.6 m的分布式耐高温光纤进行实验研究。实验结果表明:基于拉曼散射的分布式光纤测温系统测温范围为0~350℃,测温误差为±2℃,空间分辨率0.5 m,系统能够完成对煤气化合成气管道温度的在线监测,同时可以对温度异常点进行空间定位。     

尼龙紧包光纤的布里渊频移和温度监测研究北大核心

面向布里渊散射测温的应用领域,针对同一传感线路升温条件下,尼龙紧包光纤与裸纤的布里渊频移和温度值变化关系,介绍了布里渊散射监测原理,设计了基于BOTDA技术的尼龙紧包光纤和裸光纤的测温实验方案。分析了布里渊频移与温度间关系曲线斜率、频移量的偏离变化;探讨了同温度时布里渊频移曲线特征和频移值变化规律;提出了适合紧包光纤测温的条件。     

光纤测温法及其应用

本论文简要回顾了人们对光纤测温感兴趣的原因,评论了其研究水平已进展到商品化程度的各种类型的光纤温度传感器。文中把注意力集中到利用荧光物质传感器的荧光衰减速率来测定温度的特殊技术上。该技术为实际应用提供了无需校准的操作方法和对多种应用(?)特定探头类型的简便互换性。本文在描述了一些可行系统后简要强调了包括高压变压器、工业微波加热应用、电磁感应热疗、电子制造和测试及磁共振的某些关键应用。     

光纤光栅传感器阵列在空间温度场测量中的应用

提出了一种基于光纤光栅(FBG)的温度传感测量系统,其可应用于空间温度场的分析与研究。该系统主要由FBG阵列、光纤解调仪和上位机组成,可以在复杂的环境下进行实时多点测温,实现对环境中的温度场进行监控与温度记录。经实验验证,该测量系统准确的实现了对空间中各点温度的实时测量。该系统具有空间分辨率高,响应速度快,抗电磁辐射等特点,为空间温度场研究及特殊工况下的温度场监测提供了有力手段。     

分布式光纤测温系统在石油测井中的应用

重点论述了观察井测温在油田开采中的重要性和所面临的问题,介绍了分布式光纤温度传感(DTS)技术原理以及在油田温度监测中的应用.最后展望了光纤分布式测温传感器在油田测试中的应用前景.     

分布光纤喇曼光子传感器系统

分布光纤喇曼光子传感器（ Ｄ Ｏ Ｆ Ｒ Ｐ Ｓ） 系统是一种实时测量空间温度场、应力场和压力场的光纤网络系统。依据喇曼散射的温度效应,自发喇曼散射光子是温度信号的载体,瑞利散射光子是应力和压力信号的载体, Ｄ Ｏ Ｆ Ｒ Ｐ Ｓ 系统是一种特殊的光纤通信机,同时也是一种光纤雷达。文章讨论了系统的结构、解调方法、 Ｌ Ｄ 波长选择、系统的信噪比     

基于多模干涉和长周期光纤光栅的温度及折射率同时测量

基于多模干涉理论和长周期光纤光栅(LPFG)的传感特性,提出了一种单模-多模-单模(SMS)结构与LPFG级联的光纤传感器,实现了温度和折射率的同时测量。实验结果表明,SMS结构的干涉谱和LPFG对温度和折射率具有不同响应灵敏度,其温度灵敏度分别为0.017nm/℃和0.060nm/℃;SMS结构对折射率不敏感,而LPFG的折射率灵敏度为-35.60nm/RIU(RIU为折射率单位)。因此利用敏感矩阵,实现对温度和折射率的同时测量,得到温度和折射率的最大测量误差分别为±0.59℃和±0.0013。该结构灵敏度高、结构简单,且不易受电磁等干扰。实验结果具有良好的线性度,在生物化学领域应用前景良好。     

油田测试中的光纤传感技术

指出了目前油田井下多相流、压力、温度、声波以及核等储层参数测试的意义和所面临的问题，介绍了光纤传感技术以其独特的优势和在这些参数测试中的广泛应用。最后展望了光纤传感器在油田测试中的应用前景。     

光纤F-P腔压力传感器在高温油井下的应用研究

针对高温、高压油井的测量环境,设计研制了基于光纤非本征型Fabry-Perot(F-P)腔的波长解调型光纤压力传感器系统.该系统采用激光熔接制作的光纤F-P传感头,具有测量动态范围大、温度敏感性小、耐高温和长期工作稳定等优点,在压强0～30 MPa范围内,系统压力测量分辨率达到0.003 MPa,温度敏感性小于0.002 MPa/℃.光纤传感头采用光纤-厚壁石英管激光熔接的无胶封装方式,解决了高温环境下的传感器高压密封和光纤保护问题.     

Optical fiber magnetic field sensors with peanut-shape structure cascaded with LPFG

An optical fiber magnetic field sensor for the dual-parameter simultaneous measurement is proposed and demonstrated. The sensor head is constructed by a peanut-shape structure and long period fiber grating (LPFG) coated by magnetic fluid (MF). The external magnetic field intensity can be measured by the variation of characteristic wavelength (Dip1 and Dip2) in interference spectrum since the effective refractive index of MF changes with external magnetic field intensity. When the external magnetic field intensity changes from 0 mT to 20 mT, the magnetic field sensitivities of Dip1 and Dip2 are ?0.064 nm/mT and ?0.041 nm/mT, respectively. Experimental results show that the temperature sensitivities of the Dip1 and Dip2 are 0.233 nm/°C and 0.186 nm/°C, respectively. Therefore, the simultaneous measurement of the magnetic field intensity and temperature is demonstrated based on the sensitive matrix. It has some potential applications in aerospace, environmental monitoring and medical sensing fields.     

On-situ monitoring of sleet-thawing for OPGW based on long distance BOTDR

With the absence of on-situ temperature monitoring of optical fiber composite overhead ground wire (OPGW) for the process of sleet-thawing, early temperature warning and safety control of direct current (DC) in sleet-thawing process is difficult. Here we propose a Brillouin optical time-domain reflectometry (BOTDR) with broadband receiving for fast measurement and with distributed Raman amplification for long distance measurement of about 100 km. A field experiment for on-situ temperature monitoring of sleet-thawing of OPGW is also reported, which shows uneven change of temperature along the OPGW. The difference between the maximum and the minimum temperature change can be greater than 40 °C.     

低碳钢薄板TIG焊热影响区温度光纤光栅测量

为了对焊接热影响区温度和应变的实时测量及控制,以光纤光栅作为传感器对低碳钢薄板的TIG焊热影响区进行了温度场网络测量.采用金属化保护的方法对裸光栅进行了保护和温度增敏;测量并标定了金属化光纤光栅的温度特性;采用光纤光栅和传统的热电偶进行了单点测温,并进行了对比分析;对经历了焊接热影响区高温的光纤光栅进行了温度特性分析.进行了多点温度的网络测量;分析了光纤光栅测量焊接温度和变形存在的问题;提出并设计了一种基于光纤Bragg光栅的焊接应变、温度同时测量的方法和多点测量系统.