基于光纤传感实验仪的设计与扩展性实验

光纤传感实验仪是一种适合于高等院校光电子技术、微电子技术、电子工程等专业的实验教学仪器设备，具有十分优良的实验拓展性．为适应提高学生素质和能力培养的教学目标，本文重点阐述了如何在光纤传感实验仪所能够完成的5个基本实验的基础上进行深入的开发与扩展，以进一步完成更多的设计性、研究性实验．给出了在光纤传感实验仪的基础上所设计开发的光纤压力、温度、液位等实验．     

可调谐长周期光纤光栅压力传感的实验研究

采用超连续谱做宽带光源和金属凹槽板施加周期性压力,在普通单模光纤上产生了长周期光纤光栅(LPG),测定了脉冲透射谱深度和压力的关系.实验表明,在0～60 N范围内,压力和透射谱深度有很好的线性关系,线性度达到0.991 5,灵敏度达到0.2 dB/N.     

光纤温度传感器高聚物传感介质的研究

根据光纤包层折射率随温度变化会引起传输光能损耗变化的原理，我们研制了油罐用光纤温度传感器。采用高聚物成膜工艺制作一种新型的光纤温度传感器探头。并对这种传感介南的作用进行了研究。     

基于光纤传感的形状传感发展研究

光纤传感技术是近年来新兴的一种传感技术, 在众多领域中得到了广泛的关注和研究。归纳总结了光纤形状传感技术研究的主要进展, 讨论了基于光纤光栅传感和分布式传感的光纤形状传感技术的基本原理, 介绍了形状重构的理论框架——Frenet-Serret公式, 分析了分布式光纤形状传感技术研究中的关键问题, 并在此基础上对分布式光纤形状传感技术的研究前景进行了展望。     

基于布里渊散射特性的光纤传感系统的设计

文章在深入分析各种光纤物理特性的基础上,根据不同的应用环境对传感光纤做了选择,搭建了基于全光纤Mach-Zehnder干涉仪的布里渊散射谱测量系统,实现了对所选传感光纤在常温下布里渊频移的定性测量,并对普通通信单模光纤的布里渊频移的温度依赖性进行了定性测量.设计了基于布里渊散射的光时域反射计.     

基于长周期光纤光栅的液位传感研究

基于简化的光纤三层模型,从折射率传感和长周期光纤光栅级联特性两方面对应用长周期光纤光栅作液位传感器进行了研究,当以峰值损耗为传感参量进行测量时,在没有发生过耦合的情况下,在一个较宽的范围内,光栅峰值损耗与进入液体的百分比成很好的线性关系;而当有过耦合发生时,光栅峰值损耗与进入液体的百分比不再一一对应.     

光纤传感技术的发展与应用

随着光纤传感技术的不断发展,几乎在各个领域得到研究与应用。首先介绍了光纤的结构与分类,光纤传感器的工作原理、分类及其特点,光纤弯曲损耗;其后介绍了光纤传感技术的发展现状及其在各领域的应用;最后是对光纤传感技术发展的进一步展望。     

光纤布拉格光栅压力传感技术与应用进展

光纤布拉格光栅（FBG）压力传感器具有水下无源、耐腐蚀、重量轻、成本低和抗电磁干扰等优点,应用广泛。文章简要介绍了FBG压力传感的基本原理,概述了FBG的写制技术、压力传感及增敏技术、温度补偿技术的发展现状,总结了近几年FBG压力传感器在海洋深度、湖泊液位测量、油气管道压力测量和岩土压力监测领域的应用进展,最后对FBG压力传感技术进行了展望。     

边孔光纤光栅的传感特性

报道了一种新型边孔光纤及边孔光纤光栅的研究结果。采用有限元法分析了边孔光纤内部的应力分布和双折射数值,并通过波长扫描技术对其双折射进行了测量,理论计算和实验测量结果表明双折射数值达到4×10-5。根据边孔光纤光栅两反射峰偏振态相互正交的特性,提出了一种基于偏振检测的波长检测方案对边孔光纤光栅的传感特性进行了测量。结果表明两峰中心波长间隔随温度变化的灵敏度仅有0.05 pm/℃,是普通单模光纤光栅温度灵敏度的1/184。提出了一种基于横向荷载压力增敏的新型边孔光纤光栅封装装置,使边孔光纤光栅双峰间距的压力灵敏度从5.6 pm/MPa增加到119.14 pm/MPa,增敏21倍,实现了温度不敏感的高灵敏度压力传感。     

基于加速度传感的三维光纤矢量水听器实验研究

研制了全光湿端的基于加速度传感的三维光纤矢量水听器，介绍了它的基本结构，测试了加速度灵敏度响应，在水声一级计量站标定了指向性和声压灵敏度，进行了海上试验。实验结果表明，该光纤矢量水听器具有很高的灵敏度、较好的空间指向性和良好的低频响应，并有了初步的海上实用性能。     

基于光纡扰模的气体浓度传感方法研究

本文提出了基于光纤扰模的气体浓度光纤传感方法。导出在光纤扰模情况下,光纤纤芯－包层－气体介质的能量关系,研制了光纤扰模气体传感器,并进行了光纤气体传感实验研究。结果表明该传感方法是可行的。     

光纤陀螺传感线圈及绕法

通过对温度梯度对光纤陀螺传感线圈影响的分析,结合几种光纤传感线圈的绕法,简要说明了不同绕法的光纤传感线圈对温度梯度的抑制效果.     

基于光纤传感技术的工程监测应用研究

光纤传感技术作为当前热门技术之一,在工程监测领域有着许多重要应用。通过探讨光纤传感技术在工程形变监测中的应用案例,展示了其在工程监测领域的重要性。光纤传感技术利用光纤作为传感元件,可以实现对形变的连续、实时监测,并提供高精度的监测数据。通过布设应变光缆和温度补偿光缆,在合璧津高速公路K134段高架桥上进行了监测实验。结果表明,光纤传感技术能够准确评估结构的变形情况,并通过温度补偿算法消除了温度变化对数据的影响。通过几何方法计算沉降位移,可以实现对沉降位移的估算。     

高压电缆用分布式光纤传感检测系统

电力电缆线路运行时的温度和应变在线检测是保障电力系统安全与稳定的必要措施。介绍了用于高压电缆在线监控的分布式光纤传感检测系统方案。详细阐述了检测系统中测量设备的选择,研究了适用于电力系统复杂环境中的温度和应变测量的新型传感光纤——碳密封涂覆光纤,并对这种传感光纤的安装方式进行了探讨。分布式光纤传感检测系统将在高压输电电缆系统的在线检测方面有很大的应用前景。     

基于微椭球空气腔的光纤压力传感器的设计

设计了一种新型的在线光纤法布里-珀罗(F-P)压力传感器.该传感器的F-P腔为微椭球空气腔,由光纤熔接机以特定的熔接参数熔接单模光纤和实芯光子晶体光纤而成.该传感器基于F-P干涉原理测量压力,全石英结构,制作工艺简单,温度串扰小.分析了封闭的椭球形空气F-P腔中短轴直径(腔长)与长轴半径(敏感膜有效半径)的关系;利用高斯光束传输理论分析了空气F-P腔形状与腔内损耗的关系.分析了SiO2敏感膜受压后中心挠度与膜厚、有效半径的关系.建立了SiO2膜的压力敏感特性模型,在施加均布载荷条件下对模型的挠度形变特性进行了数值解析和有限元仿真.仿真了传感器F-P干涉条纹波谷波长与压力的关系,为设计制作光纤微压传感器提供了理论依据.     

Experiment Study of Fiber Optic Sensing in Railway Security Monitoring

Aiming at some security problems in railway running and the application condition of existing technology, this paper studies some issues of using fiber optic sensing technology in railway security monitoring. Through field experiment measuring the strain of the rail and analyzing the experiment data, the method of diagnosing the health condition of rail and wheel is investigated.     

用于汽轮机动静间隙测量的光纤传感系统设计

设计了用于汽轮机动静间隙测量的反射式光强调制型非接触式光纤传感系统，分析了工作原理，研究了测试系统的特性，对系统中的关键问题提出了有效的解决办法。理论分析和测试结果表明，此测试系统可以实现对被测物体动静间隙的高精度测量。     

基于长程光纤网络的谐振腔光纤陀螺

提出一种全新结构的基于长程光纤网络光调制谐振腔光纤陀螺(R FOG)系统,利用R FOG传感部件光纤环形腔的光纤长度短、体积小以及无源特点,将其通过长程光纤网络与后端的光源、探测器及复杂的信号处理部件连接起来,实现远距离的无源角速度探测。这种结构的R FOG具有很高的理论灵敏度可达5×10-8 rad/s,采用的全数字闭环处理方案能实现大动态范围信号检测,而且对转换器的要求不高。各种误差消除措施可以在系统中很方便的实现,大大提高陀螺性能。结合光纤系统的各种复用技术,该R FOG结构可以组成大型的远距离角速度惯性测量网络系统,有效地克服了传统R FOG在系统成本和复杂性上的劣势,为R FOG走向实用提供了新途径。