一种光纤布喇格光栅涡街流量传感器

在流量计量领域中,利用光纤传感技术对涡街流量计量的研究较少,故具有重要的研究意义。该文设计了一种悬臂梁式的光纤布喇格光栅涡街流量传感器,其利用悬臂梁自由端振动使光纤布喇格光栅中心波长发生周期性移位,从而测量涡街频率,得到流体流量信息。温度传感测试实验与流量传感测试实验结果表明,该传感器温度灵敏度为17 pm/℃,涡街流量灵敏度为0.01895 Hz/(L·h^(-1)),非线性误差为2.23%。实验验证了该传感器可应用于液体涡街流量计量。

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。

光纤激光传感器结构发展综述

光纤激光传感技术是光纤传感技术中的重要组成部分。首先介绍了光纤激光传感技术的原理,然后分析了基于单一结构和双结构的10种光纤激光传感器的原理和特性,并对比了2种传感结构的应用情况和温度灵敏度,最后从解调方式、多参量测量以及提升检测范围等3个方面对光纤激光传感技术进行了总结和展望。

光纤光栅温度传感的非线性现象

对光纤光栅温度传感反射波长相对漂移量与温度改变量的非线性问题进行了详细研究 .通过对实验曲线的多项式拟合 ,求出了光纤光栅反射中心波长相对漂移量ΔλC/λC 与温度改变量ΔT的解析式 ,用对比法得到了温度灵敏度系数 η表达式 .取样计算表明 :多项式能更好地反映ΔλC/λC 与ΔT的关系 ,证明了温度灵敏度系数 η不是常量 ,而是随温度增加缓慢增大 .

高平坦度的三级双泵浦结构C+L波段超荧光光源

为了使掺铒光纤超荧光光源C波段与L波段光谱匹配良好,实现高平坦度的C+L波段宽带光源,提出了一种三级双泵浦光源结构。首先,使用三段不同型号、不同长度的掺铒光纤,两个980nm激光二极管,波分复用器,隔离器以及3dB耦合器构成的光纤环形镜搭建宽带光源实验装置;然后,通过不断优化三段掺铒光纤的长度,调节两级抽运源功率获得高平坦度C+L波段光源输出;最后对其产生机理进行分析。实验结果表明,当三段掺铒光纤的长度分别为11.5m、53m和6.5m,两级抽运源功率分别为65mW和115mW时,输出光谱的3dB带宽为75.68nm,在1543～1603nm波段光谱的平坦度<±1.3dB(不加任何滤波器的条件下)。获得的高平坦度C+L波段宽带光源可以更好地满足光纤传感、光纤通信系统等领域的应用要求。

温度对光纤光栅反射波长漂移量的影响

设计建立了一套光纤光栅温度传感实验装置 ,研究了温度对光纤光栅反射波长漂移量的影响。分别对升温和降温过程中光纤光栅反射波长进行了测试 ,得到了升温和降温过程每度反射波中心波长平均漂移量 ,分析讨论了波长漂移与温度的变化方向的关系和温度传感响应速度等问题。结果表明 ,光纤光栅温度传感器响应速度很高 ,反射波长漂移量与温度具有比较好的线性关系 ,且与温度的变化方向无关。

分布式光纤温度传感器发展状况及趋势

阐述了分布式光纤温度传感技术的研究进展,主要介绍了基于瑞利散射、荧光效应、自发喇曼散射和布里渊效应以及利用掺光纤的分布式光纤温度传感器,并在此基础上分析了分布式光纤温度传感器的发展趋势。

光纤光栅温度增敏技术

选用热膨胀系数较大的聚合物材料,采用特殊工艺用其对裸光纤光栅进行封装,极大地提高了光纤光栅的温度灵敏度。在20～90℃范围内,聚合物封装光纤光栅的平均灵敏度系数η′=112.447×10-6℃,比裸光纤光栅增加了15.804倍;温度灵敏度为0.176nm/℃,比裸光纤光栅增加了16倍;反射波长漂移量增加了15.95倍。裸光纤光栅和聚合物封装光纤光栅的温度响应曲线均具有很好的线性。

一种新型FBG热式液体流量传感器

光纤布拉格光栅热式流量传感器目前只适用于气体流量,为扩大其应用领域,设计了一种可用于液体流量测量的新型光纤布拉格光栅热式流量传感器。该光纤布拉格光栅热式流量传感器使用陶瓷加热片以恒定功率提供热量,不同流量的液体经过传感器时带走的热量不同,通过检测光纤布拉格光栅中心波长的变化就可以测得传感器的温度变化,进而推导出液体流量大小。通过温度传感测试实验和流量传感测试实验,验证了所设计的传感器可用于液体流量测量。实验结果表明,该传感器的流量测量范围为40.575~550.664 L/h。

基于锁相放大的近红外光谱信号提取电路研究

锁相放大技术(LIA)是提取微弱信号的重要方法之一,广泛应用于近红外光谱测量领域。基于光谱吸收原理设计的甲烷检测系统,利用移相技术,实现了通过调节偏置电压的大小控制测量信号与参考信号之间的相位差,通过平衡调制解调器AD630实现了相敏滤波功能,有效地抑制了干扰,提高了系统的性能。结果表明:LIA相关器输出电压与甲烷气体体积分数呈线性关系,其线性度拟合系数为0.998 5,灵敏度为0.045 7 V/%。

光纤光栅温度和应变同时测量技术研究进展

分析了光纤光栅温度、应变同时测量原理,综述了光纤光栅传感器温度、应变同时测量技术现状,并对其分别进行了分析,总结了其优缺点。最后对其技术前景进行了展望。

基于BOTDA的分布式光纤温度传感测量实验研究

为了进一步提高布里渊光时域分析(BOTDA)的测温精度,基于BOTDA的原理,构建了温度传感测量系统。测温实验发现,测温光纤的保护层厚度影响了其测温的精度;裸纤直接测温的精度较高,但也易受外界影响,且易断,故改进光纤的保护层可以提高其测温精度。提出一种将导热硅脂涂敷在光纤上进行测温试验的方法,提高了温度测量的准确性。

光纤传感技术在气体检测方面的应用

介绍了气体传感器的主要特性与光纤传感技术在气体检测方面的应用,比较了几种光纤气体传感器的优缺点,设计了一种基于光谱吸收原理的新型开放式气体传感器,展望了光纤气体传感器的发展方向和广阔前景。

分布式光纤光栅传感系统的波长检测技术

波长检测技术是当前光纤光栅传感领域的重点和难点之一,光纤光栅传感系统的一个显著优点是易构成分布式传感网络系统,实现多点、多区域同时检测。文章以几个典型的解调系统为例,重点分析了分布式光纤光栅传感系统中信号解调的工作原理、特点和性能。

一种悬臂梁式光纤光栅振动传感器研究

针对悬臂梁式振动传感器进行了研究,主要阐述了传感器的工作原理与理论分析,并对传感器的幅频特性和灵敏度进行了实验研究。实验结果表明,振动传感器的固有频率为90Hz,传感器的灵敏度高达121pm/g(g=9.8m/s2为重力加速度),平坦区域为10～50Hz,振动传感器在低频范围内具有较好的频率响应。最后对传感器的悬臂梁进行了疲劳分析与优化改进,使悬臂梁的疲劳寿命提高了150%。

波长和强度同时响应的锥形多模光纤温度传感器

通过将一段长为17mm的多模光纤两端分别与单模光纤对芯熔接,然后对多模光纤部分进行拉锥处理,得到一种波长和强度同时对温度响应的锥形多模光纤温度传感器。实验研究了30℃~80℃范围内传感器的温度传感特性。实验结果表明:当环境温度发生变化时,该传感器在1 542nm附近干涉波谷的波长和强度对温度的响应灵敏度分别可达到0.041nm/℃和0.106dB/℃,并且传感器干涉条纹的波长响应和强度响应之间呈良好的线性关系。基于传感器波长响应与强度响应之间的该线性关系,通过传感信号强度的检测即可实现干涉型光纤传感器的相位解调,该方法为传感解调信号提供了新思路,具有重要的参考价值。

掺铒光纤光源的研究现状与应用

介绍了掺铒光纤光源的发展背景和基本结构,对掺铒光纤激光器的工作原理进行了分析。简单介绍了几种应用比较广泛的掺铒光纤光源及其研究现状和发展前景。

一种快速光纤光栅匹配解调系统的研究

利用一种新型快速光纤光栅匹配解调方法实现了光纤光栅传感信号的高精度大范围快速解调。通过对两组并联匹配光纤光栅的组合扫描,加快了信号的解调速度,解决了双值问题,减弱了光纤光栅啁啾效应的不良影响。以数字信号处理器驱动并解调匹配光纤光栅,解调后信号由上位机进一步处理和显示,使得系统性能得到提升和优化。实验结果与理论分析取得良好的一致性。

一种基于BOTDA的分布式输油管线泄露检测技术

根据输油管线小规模、高精度泄漏检测要求,设计了一种以原油敏感材料为基底的应变传感光缆,并建立了布里渊频移对光缆局部应变的响应模型,用于发现并定位漏油事件。通过组建的模拟实验系统,利用BOTDA对漏油导致的布里渊频移进行分布式检测,在15mi n内准确定位了小规模漏油,并且在1.714km的长度上实现了1m的空间分辨率和0.1m的定位误差。

光纤光栅微弱信号检测的解调电路

为了在光纤光栅匹配解调系统中实现对光纤光栅微弱信号的检测与处理,在应用微弱光电信号检测原理的基础上设计一种高信噪比、高检测精度的解调电路,该解调电路采用低噪声电路元件参数选取原则和前置放大器设计的一般方法,在雪崩光电二极管与信号数模转换之间采用互阻放大器、巴特沃斯滤波电路和多级放大电路,实现了电路的最佳噪声匹配,有效地抑制了电路的噪声和干扰。该解调电路在光纤光栅匹配解调系统中具有很高的信噪比和测量精度,且具有很好的灵敏度,在测量低频率振动信号试验中具有优异的性能。实验表明:该电路解调系统在25～200 Hz正弦激励振动信号下具有很好的低噪声性能,精确的测试出振动信号,同时该电路所采用的方法与措施对其他测量系统也有借鉴意义。