分布式光纤振动传感器在核电厂中的应用研究

光纤传感器作为新型传感器在多种工业场合得到了广泛应用,而分布式光纤传感器由于其体积小、质量轻、耐环境能力强、易于组网等特点,尤其适合用于核电厂这种存在较多高能设备的场合.基于瑞利散射振动测量原理和光时域反射空间定位原理,研究分布式光纤振动传感器在核电厂中的应用可能性,并针对振动和辐照环境开展了试验验证,结果证明基于瑞利...     

布里渊散射分布式光纤传感技术的研究进展

阐述了基于布里渊散射的分布式光纤传感技术测量光纤温度/应变的基本传感原理。介绍了基于光时域反射仪发展起来的几种传感技术,布里渊光时域反射(BOTDR)、布里渊光时域分析(BOTDA)、布里渊光频域分析(BOFDA)分布式光纤传感技术,特别对BOTDR的原理和典型系统方案进行了详细的介绍。最后,叙述了基于布里渊散射的分布式光纤传感技术当前的进展和趋势。     

非均匀温变场对光纤光栅反射谱的影响

讨论了非均匀温变场对光纤光栅反射谱的影响,并针对不同的温变场模型进行了数值仿真.仿真结果表明,对于不同的非均匀温变场,在宽带光源照射下的反射谱是不同的.利用这些规律可做一般光纤光栅无法比拟的光纤光栅非均匀温变传感器以及对温变呈梳状反映的传感器.     

基于光纤网络的全分布裂缝检测技术研究

提出了一种基于光时域反射技术(OTDR)的全分布式光纤传感网络新型裂缝检测传感器.该传感器可以在不知道混凝土裂缝位置、裂缝与光纤夹角的情况下对裂缝进行监测,检测范围可根据实际需要对传感头进行灵活设计;并对其进行了传感特性试验,结果表明该传感器的最小检测裂缝宽度可达0.05 mm,并根据传感头1#和传感头2#测得的试验数据拟合光纤损耗与裂缝宽度的关系分别为αc1=760(12-ΔL)-1exp(-0.04(ΔL-12)2)、αc2=1 600(12-ΔL)-1exp(-0.04(ΔL-12)2),该实验结果可作为对全分布式光纤传感器进一步研究的参考.     

叶端定时光纤传感器特性研究

为了探讨叶端定时光纤传感器的设计方法和设计依据,在实验测量的基础上建立了一个在高斯光束几何反射模型下的一维数值计算方法,可以在计算机上对叶端定时光纤传感器的特性进行计算分析,为叶端定时光纤传感器的优化设计提供了一个必要工具.对62.5/125多模光纤构成的19芯和37芯叶端定时光纤传感器的计算分析结果表明,传感器端面处的反射光斑半径在300 μm附近时有最佳的信噪比和接收光强波形;由发射光纤直接出射光束的19芯或37芯叶端定时传感器在与叶端的间距为1～3 mm范围内有较好性能;若用LD作为光源,37芯叶端定时传感器可以更好地的减少激光散斑的影响.     

一种强度调制型频率编码光纤环传感器阵列

提出一种基于强度调制技术的频率编码光纤环传感器。给出光纤传感阵列结构并阐述了多传感器准频分复用原理,分析了阵列中传感器的反射信号特征,并重点讨论了不同长度光纤环的谐振频率特性。结果表明,通过改变光纤耦合系数及选用合适的光纤环长度,可以提高传感系统的复用能力和分辨能力。系统采用频率跟踪解调技术以提高信噪比和探测灵敏度。此系统可用于准分布应变和温度的测量。     

光纤传感技术在水果内部品质检测中的应用研究

以光纤传感器为探头的光纤光度分析作为一种新型分析测试技术，正在获得越来越广泛的应用。探讨光纤传感技术在水果品质无损检测原理和设计一种测量水果品质的系统，并对水果光谱的三种测量方式——规则反射、漫反射和透射进行了对比分析和试验，试验结果得出漫反射方式是应用到水果内部品质预测的最好方式。最后综述了光纤传感技术在水果内部品质检测的最新研究进展和对今后的研究进行了展望。     

发明与专利

温度稳定的传感器线圈和电流传感器 一种用于电流或者磁场传感器的光纤传感器头,包括光纤,其包含光学连接的磁光的有源传感器光纤和至少一个供给光纤,其中有源传感器光纤的光纤保护鞘被去除。该传感器头还包括毛细管,其中至少设置有该有源传感器光纤。此外,该传感器头可以在有源传感器光纤的区域中弯曲,并且减小摩擦的装置设置在毛细管中,以便减小有源传感器光纤和毛细管之间的摩擦力。     

新型反射式光纤位移传感器的分析与设计

在传统反射式光纤位移传感基础上 ,提出了一种新型的可测量被测物体反射面与反射光纤端面绝对距离的光纤位移传感器的设计方法 ,并对其工作原理及特性进行了详细的分析和讨论。这种新的反射式光纤传感器可为绝对位移测量提供一种新的途径     

单光纤压力传感器的研究

设计了一种目的在于减小传感器尺寸的单光纤结构膜片式光纤压力传感器.实验中采用62.5/125 μm多模光纤和直径为10 mm的弹性膜片,对光纤端面到膜片的距离在几种不同情况下的传感器响应特性进行了实验研究.我们通过对光纤投射到膜片上的光斑进行分析,给出了反射回光纤的有效光场分布,并利用有效光斑进行计算,而对原有理论做出了一定的修正,修正后的理论与实验的符合性比未修正前有了较大的提高.     

分布式光纤温度和应变传感系统研究进展

基于布里渊散射的分布式光纤传感系统是面向温度、应变等参数的高测量精度、高空间分辨率、高频率分辨率的监测手段.分别从光纤传感器设计与模拟、传感光纤的选用、传感技术辅助提升等三个方向总结和分析了基于布里渊散射的分布式光纤温度-应变传感系统的研究与发展现状;介绍了分布式光纤传感系统在油井、海底电缆等领域的应用;并展望了未来的研究发展趋势.     

分布式光纤布里渊温度传感系统的试验研究

基于布里渊光时域反射计(BOTDR)的传感原理,构建了分布式光纤布里渊温度传感测量系统,对4.25 km长度的光纤进行了温度传感试验。通过对试验结果的分析表明:该系统可以实现一定长度的光纤定点、定量的受热温度测量分析。对测量结果采用归一化方法处理,使测量结果更直观,分析快捷,精度更高。     

基于PPP-80TDA分布式光纤温度传感技术的数值模拟

基于脉冲预泵浦布里渊光时域分析法的分布式光纤温度传感技术是近年来出现的一种新型温度传感技术.本文采用有限差分法对一维瞬态受激布里渊散射的耦合波方程进行了数值求解,分别模拟了传感器在不同温度情况下的布里渊散射三维频谱图,得到了布里渊散射谱的中心频率、布里渊频移以及功率随温度变化的趋势.仿真结果表明,理论模拟与实际相符,并...     

分布式光纤测温系统及高速数据采集与处理

分布式光纤测温系统是一种用于实时测量空间温度场分布的传感器系统。介绍了一种以数字信号处理器(DSP)为核心,以并行高速流水线式A/D转换器、先入先出队列芯片(FIFO)、可编程逻辑器件(CPLD)为主体的分布式光纤测温系统。其数据采集速率每秒可达10×107次,空间分辨力达1m,温度分辨力为1℃,并能直接在主机中解调出温度数据。     

分布式光纤温度传感器在煤矿冻结建井中的应用

冻结建井法是当今煤矿建井的有效施工方法,监测和研究冻结过程中温度及其变化规律,对冻结建井现场施工和技术的发展具有重要的指导意义。介绍了分布式光纤温度传感器的基本原理,并以口孜东煤矿为例探讨了其在煤矿冻结建井温度监测过程中的实际应用。对比了分布式光纤温度传感器和传统单总线温度传感器在现场测温实验中的性能,指出了在同样的测温精度下,分布式光纤温度传感器可以实现空间上的连续测量,克服了传统传感器测量点少、故障率高的缺点。实验结果显示:分布式光纤温度传感器能够很好地在煤矿冻结建井中应用。     

基于分布式光纤测温的结冰风洞喷雾耙温度场测量

为了实时获取结冰风洞喷雾耙温度场数据,需要采用温度传感器采集温度信号,传统的热电阻式温度传感器需要连接大量长距离线缆,占用大量喷雾耙内部空间;为提高温度场测量的质量效率,对基于分布式光纤测温的结冰风洞喷雾耙温度场测量技术进行了研究;首先,分析了喷雾耙温度场测量概况,研究了分布式光纤测温方法;其次,设计了U型光纤布线方法,建立基于分布式光纤测温的结冰风洞喷雾耙温度场测量系统;最后,实现了20层喷雾耙温度场全局测量,并对喷雾耙温度场分布进行了详细分析;经实际应用表明,喷雾耙温度场测量系统可为喷雾耙电加热系统提供了温度反馈,大大提高了温度场测量效率。     

基于相干检测的偏振光时域反射光纤振动传感系统

提出将相干检测技术和偏振光时域反射技术POTDR(Polarization Optical Time Domain Reflectometry)相结合,利用相干检测技术的高探测灵敏度和偏振光时域反射技术中偏振态对外界环境敏感的特点,实现光纤分布式传感,测量微弱振动信号并实现定位功能.首先分别介绍了相干检测技术及其与POTDR相结合的相关原理,分析可行性,然后提出实验测试方案并搭建了测试系统.实验结果表明,基于相干检测技术的POTDR传感系统能成功地实现振动信号的探测和振动点的定位功能,这对于光纤分布式传感系统的进一步发展具有重要意义.     

分布式光纤传感器应变传递性能分析及试验研究

分布式光纤传感技术是一种新型光电监测技术,可实现应变、温度的长距离分布式检测,适用于土木工程结构的健康监测.应变量测的准确性是进行结构健康诊断和评估的关键,其中影响分布式光纤传感技术应变测量精度的因素除了设备自身性能,还与感应结构应变信号的分布式光纤传感器的应变传递性能有关.从理论上分析了传感光纤特性、粘结剂物理性质、...