基于光纤微弯损耗的压力传感器实验研究

光纤微弯传感器是一种强度调制式光纤传感器,它是利用光纤的微弯损耗效应来测量压力、温度、加速度、应变、流量等环境参量的变化。应用模式耦合理论分析了光纤微弯传感的基本原理,设计了两种不同结构参数的光纤微弯传感器,并且研究了传感器在载荷力的微扰下的输出特性和影响传感器灵敏度的关键因素。实验研究表明,所设计的微弯型压力传感器在一定的压力范围内具有较高的灵敏度、较好的线性和重复性。

光纤微弯传感器技术的发展与应用研究

光纤微弯传感器是一种强度调制型光纤传感器,通过光纤微弯曲导致传输光强度的损耗变化,来测量压力、温度、加速度、应变、流量、速度等环境参量;介绍了光纤微弯传感器的工作原理和特点,并详细论述了国内外光纤微弯传感器技术的发展与应用,最后,分析了光纤微弯传感器存在的局限性。

光纤的弯曲损耗和微弯损耗及其利用

分析光纤弯曲损耗和微弯损耗的机理 ,并分别用D .Marcuse和Jeunhumme给出的公式总结两种损耗的算法 。

光纤弯曲损耗的研究与测试

本文从光纤弯曲损耗的理论入手,重点介绍了光纤弯曲损耗的计算以及弯曲损耗与截止波长、高功率激光注入、光纤寿命等因素的关系,针对弯曲不敏感光纤(G.657)和其他普通单模光纤(G.65x)进行了弯曲损耗的对比测试,以期为光纤接入网的设计和工程技术人员提供参考。

基于光纤传感技术的光电报警系统

根据微弯式阶跃型多模光纤传感器的基本原理,设计了一种结构简单、体积小、灵敏度高的实用光电报警系统。从理论上分析、设计了使光纤产生微弯曲的梳状变形器,并且计算出报警系统高灵敏度所需的变形器周期,约1.1mm;另外,设计了与之匹配的报警电路模块。该模块由平衡电桥、电压比较器、单态触发器和多谐振荡器组成,电压比较器根据平衡电桥的状态产生相应的电信号到单态触发器,进而通过单态触发器控制多谐振荡器,实现报警处理,适当调节平衡电桥的变阻器可以改变报警系统的敏感度。

制导光纤1550 nm波长微弯损耗成因分析

从制导光纤本征损耗、预制棒制作、光纤拉制、涂覆与挤塑以及成缆工艺等方面分析造成制导光纤1550nm波长微弯损耗的原因。

光纤复合低压电缆温度特性及传输损耗分析

光纤复合低压电缆(OPLC)的温度特性及传输损耗特性对决定光网络传输距离、传输稳定性和可靠性非常重要。针对电流热效应、不同材料膨胀系数造成的光纤应力差以及微弯对光纤传输损耗的影响,建立了基于光纤模式理论的电流与光纤传输损耗的数学模型。同时,为了更符合OPLC运行的实际情况,设计了排管敷设的OPLC仿真模型。采用COMSOL对所提出的OPLC温度特性与传输损耗模型进行仿真,结果表明:光纤温度随电缆导体电流的增大呈非线性增加趋势,导体电流对光纤传输损耗的影响在工程允许范围之内。

基于OTDR的矿井渗水监测技术

煤矿开采过程中的水灾害往往带来各种巨大损失,而对矿井渗水的监测一直比较困难。基于光纤微弯损耗原理和光时域反射(OTDR)技术,提出了一种针对矿井渗水的检测定位方法。结合膨胀土防水毯(GCL)遇水膨胀的特性,井壁渗水区的GCL膨胀并传导形变至与之紧贴的光纤,通过光纤微弯损耗原理获取对渗水情况的检测结果,同时结合OTDR原理,可对出现弯曲损耗的形变点即渗水点进行定位。实验证明渗水位置与测量结果基本吻合,该方法具有较好的定位效果。

绞合式光纤的微弯损耗机制及其应用研究

深入研究绞合式光纤的微弯损耗机制,提出两种微弯损耗模型且给出了相应的理论表达式,经理论分析和数值模拟表明两种模型都具有一定的合理性。同时,还对绞合式光纤的传感检测应用做了一些探讨。

多模光纤弯曲损耗特性的测量与分析

分析了多模光纤强度型微弯传感器中多模光纤的弯曲损耗。提供了弯曲半径为1mm^8mm和10mm^26mm,光源波长为0.633μm、0.780μm、0.830μm G raded Index多模光纤的弯曲损耗特性的测试结果。首次观察到了多模光纤弯曲损耗随着弯曲半径的减小而增大的趋势,以及在弯曲半径为10mm^26mm范围内损耗特性的不平滑性,并利用传播常数和W G模理论对此现象进行了解释。

铌酸锂晶体测量电压研究

应用铌酸锂(LiNbO3)晶体的普克尔(Pockels)效应可以测量电压.本文阐述了测量电压的原理,探讨了介质的厚度与测量电压线性范围的关系,分析了影响测量结果的一些主要因素,提出了改进电压传感器性能的方法.

互绞合式光纤管道形变传感器

设计了一种由两根光纤相互绞合形成微弯的管道形变传感器。对其传感机制建立了一新颖的理论模型,并通过理论研究和数值分析表明,它不仅能实时监测管道是否发生形变,而且当采用OTDR技术时还能确定形变的位置及程度,具有很大的应用价值。

用于极寒温度的特种光纤的结构与弯曲损耗研究

设计了一种适用于极寒温度(-70℃)条件的耐低温的特种光纤,其结构包括纤芯层、内包层、凹陷包层和外包层.研究了光纤芯层/内包层的相对折射率差与弯曲损耗之间的关系,对比了不同涂覆层模量厚度和对光纤微弯损耗的影响.优化光纤拉丝工艺,获得了一种可长期应用于-70℃极寒温度下,在1550 nm、1625 nm波段处附加损耗低于0.01 dB/km的石英光纤.本文研究工作为耐极寒光纤、光纤复合架空地线的制备及产业化提供了可靠的理论与实验依据.

用于模式复用的少模光纤设计及特性分析

针对模式复用技术的特点,设计了一种用于模式复用的四模光纤。通过分析不同Δn(纤芯与包层的折射率差)值与少模光纤有效面积、有效折射率、微弯损耗以及色散之间的关系,确定合适的Δn值为0.96%。仿真分析了该少模光纤的模式特性,给出了光纤的主要参数,并与已有文献的相关参数进行了比较。结果表明:所设计四种模式的光纤的有效面积达120μm2以上,损耗小于0.2dB/km,其他各项参数较好,是一种适合模式复用技术应用的少模光纤。

一种监测管道形变的光纤自编织式微弯传感器

设计了一种用于管道形变监测的光纤微弯传感器。它仅用一根多模光纤通过自编织形成微弯,完成对形变的传感功能。理论分析和数值模拟表明,该传感器在小应变范围内具有较好的线性响应,能有效监测管道形变,具有较大的应用价值。

微弯型光纤双向扭转传感器

在深入研究扭转理论的基础上,设计了一种新颖的双向多模光纤缠绕型扭转传感器。传感结构的核心是两个缠在轴上绕向互反而参数相同的光纤段,利用它们相互间呈差动变化的微弯损耗对扭转参数进行检测。经实验测试表明,它具有良好的线性响应。对扭转检测的相关领域,所设计的这种传感器具有特殊的应用潜力。

涂覆尺寸对200μm光纤性能影响的研究

相比传统250μm涂覆直径光纤,200μm小涂覆尺寸光纤的生产制造对过程控制要求更高、生产的难度更大。而光纤的内外涂层尺寸控制,对光纤的各项性能也有显著的影响。研究使用相同抗微弯性能的涂料但不同内涂尺寸的G.657.A1光纤,对比光纤的传输性能、机械性能和环境性能,为200μm小涂覆尺寸光纤的性能改善、优化生产过程控制提供参考。

高灵敏度光纤扭转传感器

该文提出了一种利用光纤微弯损耗对扭转进行检测的传感器。通过对扭转理论的深入研究,设计了传感结构,阐述了检测机制,并进行了相关的实验。测试结果表明,它对扭转参数具有良好的线性响应,而灵敏度随光纤的绞合绕制参数可调。在扭转检测的相关领域,所设计的这种传感器将具有一定的应用价值。

微弯型光纤曲率传感器

设计了一种新颖的曲率传感器。将两个参数完全相同的绞合光纤段埋入结构的上、下表面,利用它们的微弯损耗随结构弯曲形变呈差动变化来实现检测。本文在传感理论方面作了详细阐述,并通过相关的实验和数值模拟分析证明了其传感检测机制的可行性。所设计的这种传感器具有便于填埋、结构简单、能区分弯曲方向等优点,非常适用于结构弯曲形变方面的测量。

差动式光纤双向扭角传感器

设计了一种新颖的光纤扭角传感器。将两个与尼龙线绞合形成且参数完全相同的光纤段以相反的绕向缠紧在扭轴上，借助它们所产生的微弯损耗随扭角呈差动变化的关系实现检测。基于扭转理论和光纤微弯损耗理论，深入阐述了传感检测机制，并进行了数值仿真。利用PVC模拟扭轴制备了实物装置且进行了相关实验测试。结果表明：在-70—70度角的变化范围内，它能实现双向检测而且正反向响应一致，线性拟合灵敏度为0．0081dB／（m·degree）。鉴于其所具有的特点，此种传感器在扭角检测的相关领域将具有特殊的应用前景。