蓝宝石高温传感光纤的生长

本文采用自制的激光加热浮区生长(LHPG)装置,研究了用于高温传感器探头的蓝宝石单晶光纤的生长特性及性能.结果表明,蓝宝石单晶光纤的品质取决于其生长工艺条件.文中给出了生长蓝宝石单晶光纤的最佳工艺参数.     

蓝宝石高温光纤压力传感器的设计与仿真

针对高温环境下压力测量需求,提出采用蓝宝石材料来构造适用于特殊环境下的光纤高温法珀压力传感器。基于圆形膜片压力敏感原理设计了传感器敏感单元结构尺寸,通过Comsol有限元软件建立了敏感单元模型,对敏感膜片的表面位移及应力分布情况进行了仿真,验证了传感器设计的可靠性;同时分析了传感器的温敏效应,结果表明随温度升高,传感器的灵敏度会增大,会对压力测量产生误差,约为1.51kPa/℃,上述结果为蓝宝石高温压力传感器的结构和性能优化设计提供了有效指导。     

瞬态高温测试中蓝宝石光纤传感器的误差补偿

蓝宝石光纤温度传感器是一种利用蓝宝石单晶光纤端部镀以Pt,Ir等贵金属或耐高温陶瓷薄膜做为光纤传感头的新型传感器,这种方法基于黑体辐射原理。为了解决瞬态高温测量中存在的非线性误差问题,分析了蓝宝石光纤温度传感器的黑体辐射原理和非线性误差的来源,给出了温度误差的修正方法,并利用标准红外辐射测温仪进行温度校正。校正后的结果能够满足实际测温需求。     

一种耐高温光纤Bragg光栅温度传感器

分析了光纤Bragg光栅在高温段的线性特征,设计了一种高温光纤Bragg光栅的传感探头,并进行了理论和实验研究,结果表明:该传感器有很好的重复性和良好的线性特性。其灵敏度为0.0304nm/℃,是裸栅的3倍,可检测的温度范围为0～230℃,且具有很高的稳定性,经10次等精度测量,其灵敏度值的波动不超过0.06%。可应用于高温环境下测量温度的变化。     

基于单片机的蓝宝石光纤黑体腔高温测试技术

针对当前瞬态高温测量领域存在的范围窄、精度低和仪器携带不便等问题,介绍了一种利用蓝宝石光纤黑体腔传感器测量高温的简易方法,设计了基于单片机的蓝宝石光纤传感器高温测试方案。用该方案测量乙炔火焰枪高温气流温度,采用STC12C5A60S2系列超低功耗单片机采集经光电模块探测的信号,通过LCD屏显示采集到的温度曲线光滑平稳。实验结果表明测温系统设计合理、直观简单,可用于特殊高温温度场的实际测量。     

蓝宝石晶体高温传感技术研究

针对恶劣环境下高温测量的需要,研究了一种新型光纤高温传感系统;该系统基于白光偏振干涉技术,以蓝宝石晶体为测温材料来进行温度测量,其测量温度可达1600℃.从蓝宝石晶体材料、测温原理、传感头结构设计以及信号处理方法等方面对测温系统进行理论探讨.最后,对测温系统进行了实验验证,利用现有实验条件证明了在0～700℃范围内该系统具有很好的测量精度.     

全SiC结构高温压力传感器制备及测试

面向极端条件下原位压力测量技术的需求,设计了一种光纤法珀式碳化硅（SiC）高温压力传感器。采用全SiC真空法珀（F-P）腔结构,以最大限度发挥SiC材料优异的耐高温特性。通过用反应离子刻蚀和高温高压键合技术成功制备了全SiC式高温压力传感器,实现高温环境下的原位压力测量。实验结果表明,该传感器能够实现650℃高温环境下6 MPa的压力测量。650℃下传感器的光谱压力灵敏度达到4.05 nm/MPa,温度压力交叉灵敏度为1.09×10^-3MPa/℃。研究成果为面向高温环境下压力原位测量的传感器开发提供了思路。     

少模光纤光栅的飞秒激光制备及其特性

利用飞秒激光和相位掩模法在少模光纤中成功制备了光纤布拉格光栅(FBG),并对其反射光谱特性和高温应变传感特性进行了研究。结果表明:少模FBG的反射光谱中具有3个主反射峰,分别对应不同模式的自耦合和模式之间的互耦合。该FBG在800℃以下具有很好的温度响应特性,温度灵敏度为14. 27 pm/℃,且在500℃时具有很好的应变响应特性,应变灵敏度为1. 77 pm/10~(-6)。其有望在高温应变传感和多波长光纤激光器方面得到一定的应用。     

双F-P型高温/应变复合光纤传感器

针对机电设备多状态监测的需求,提出了一种新双F-P腔光纤温度/应变复合传感模型。该光纤复合传感器采用纯石英光纤作为材料,通过化学腐蚀法及使用准直毛细管制作了双F-P腔,分别用以温度和应变测量,并对制作的传感器进行了传感性能的模拟仿真和实验验证。实验结果表明:该双F-P腔光纤复合传感器测量的最高温度为1 000℃,温度灵敏度为10.998 pm/℃,满量程温度测量误差小于2%;该双F-P腔光纤复合传感器测量的最大应变为10 000με,应变灵敏度为3.268μm/με,应变测量误差小于2%。所提出的双F-P腔温度/应变光纤复合传感器实现了温度和应变的同时测量,可用于机电装备同一位置的温度、应变测量。     

蓝宝石光纤瞬态高温传感器技术研究

本文介绍了一种镀有高温陶瓷薄膜的蓝宝石光纤高温传感器,描述了该传感器的工作原理和仿真过程,最后给出了实验结果.结果表明,该高温传感器的测试范围可达2000℃,响应时间小于120ms,可用来对火药的燃烧和爆炸及发动机等瞬态温度进行测试.     

光纤Bragg光栅传感器及其应用

基于光纤B ragg光栅(FBG)特点及传感原理,将其应用在电气设备的绝缘故障检测中。电气设备的绝缘故障发生之前,通常伴随热传递,而FBG对温度非常敏感,因而,可以通过FBG传感器监测温度来确定电气设备是否有绝缘故障发生。试验结果显示:FBG抗干扰能力强,可在恶劣环境下工作,且温度分辨力为0.1℃,能够得到较传统传感器更好的效果。介绍了一种通过监测温度来检测高压设备故障的方法,阐述了高压设备故障在线监测系统的功能和应用。     

一种光纤荧光光谱测温方法的研究

基于光纤荧光的测温机理介绍了一种温度测量系统的构成。系统采用Cr3+:YAG晶体作为荧光材料,蓝色发光二极管激励光源。经光纤将荧光信号输出,输出频率被输入到单片机系统中,单片机计算出荧光寿命,进而得到目标温度值。该系统对温度的测量具有准确度高、抗电磁干扰、分辨率高等特点,并且可以结合相关计算机技术和数据采集单片机系统实现通讯控制,操作简单,可以及时测量并存储数据,提高了系统的智能化。利用该装置通过检测荧光物质寿命实现了高精度温度测量,其误差小于±5℃。     

NiCrAlY薄膜应变计的研制

采用射频磁控溅射法在Ni基高温合金拉伸件上制备NiCrAlY薄膜应变计。研究了热稳定处理对NiCrAlY薄膜结构、表面形貌的影响,并且测试了NiCrAlY薄膜应变计的电学与应变性能。结果表明：热稳定处理后 NiCrAlY 薄膜应变计由于在表面形成了一层 Al2 O3膜,具有抗高温氧化的特性,在室温～800℃范围内,应变计电阻同温度呈线性变化,电阻温度系数（ TCR）约为290×10－6/℃,室温下的应变计系数（ GF）为2.1。     

测量小温差的石英数字传感器研究

一种测量小温差的石英数字式传感器,利用+5°Y切型石英晶片作为感温的10MHz振荡器敏感元件,利用AT切型石英晶体作为参考振荡器,差频后的信号作为数字传感器输出,其灵敏度达到0.001℃,经多段插值线性化后,测量3℃温差的误差<0.008℃。     

基于光纤法布里-珀罗干涉仪的温度传感器

提出了一种基于光纤法布里-珀罗(F-P)干涉仪的温度传感器,传感器的敏感部分是一段两端研磨为平面的单模光纤,它的一端与一根单模传光光纤相接以形成一个反射面,另一端与空气接触形成另一个反射面,这两个反射面与敏感部分光纤形成本征光纤F-P干涉仪(IFPI).分析了该光纤温度传感器的温度响应特性,制作了传感器原理样机,搭建了测试平台,并对原理样机进行了测试.在25 ～30℃的范围内对传感器进行了标定,测得温度响应灵敏度为21.504·2πrad/℃,温度分辨率为0.046℃.实验结果表明:该传感器对温度有较好的线性响应和较高的灵敏度,且制作工艺简单,成本低,具有良好的应用前景.     

基于InSb-In磁敏电阻器的双限温度开关的设计

介绍一种用InSb—In共晶体薄膜磁敏电阻器（MR）制成的双限温度开关的温控机理和特性。实验表明：由InSb—In磁敏电阻器和信号处理电路两部分组成的温度开关,具有灵敏度高、控温范围宽的优点,在低温区,其灵敏度可以高达30mV／℃以上,常温下也可达到23mV／℃左右;其上下限温度调整范围为-40～120℃,测温精度可达到±0．1℃。     

干涉型光纤温度传感器

为了长期和在线实时检测各种工程结构内(如飞机机翼)的温度,在介绍了2种典型的干涉型光纤温度传感器技术的基本原理、结构及优缺点的基础上,提出了一种新型光纤温度传感器——嵌入式干涉型光纤温度传感器的工作原理和结构设计。它用特殊加工工艺将光纤埋入材料中,通过相位调制产生干涉条纹,再通过条纹的判向计数来对材料内部温度进行测量。实验结果表明:嵌入式光纤温度传感器能长期有效测量材料内部的温度,并且,它的灵敏度比放在空气中的灵敏度要高2~3倍。具有很大的研究开发和应用价值。     

基于光子晶体光纤F-P腔的高压电器温度传感器系统

基于光子晶体光纤F-P的窄带滤波特性和液晶折射率对温度变化敏感特性,提出了一种用于高压电器温度测量的温度传感器系统.该系统主要由液晶填充的光子晶体光纤F-P腔传感器、光纤F-P滤波器、放大电路和显示模块组成.将向列型液晶填充在光子晶体光纤F-P腔内,温度变化引起最大反射光强点波长的变化,采用光纤F-P腔滤波器解调出光波...     

基于LabVIEW的高精度铂电阻测温系统设计

针对铂电阻测温的特性结合虚拟仪器技术,设计了一种高精度温度测量系统;采用四线制恒流源温度测量电路克服由于铂电阻引线带来的误差,同时利用LabVIEW软件完成曲线拟合,最后对温度测量系统误差进行了分析;测试结果表明,系统具有测量精度高、可靠性高、使用灵活等特点,当被测温度范围在8℃～100℃之间,测量的绝对误差小于±0.1℃,可广泛使用于要求高精度温度测量的领域。