期刊文献+
共找到14篇文章
< 1 >
每页显示 20 50 100
光纤涂层用于光频域反射仪温度传感的仿真研究
1
作者 汪路军 辛玮 +2 位作者 刘煜 张学典 刘学静 《光学仪器》 2023年第1期73-79,共7页
为了设计用于光频域反射仪(optical frequency domain reflectometer,OFDR)温度传感的涂层光纤,提升OFDR的温度灵敏度,增加其适用场景,从理论上分析了1层和2层涂层对单模光纤中瑞利频移温度灵敏度的影响并进行了仿真。考虑到外涂层的几... 为了设计用于光频域反射仪(optical frequency domain reflectometer,OFDR)温度传感的涂层光纤,提升OFDR的温度灵敏度,增加其适用场景,从理论上分析了1层和2层涂层对单模光纤中瑞利频移温度灵敏度的影响并进行了仿真。考虑到外涂层的几何、热和机械性能,首先,用Lame解理论分析涂层对OFDR瑞利频移温度灵敏度的影响;其次,基于温度带来的光纤轴向应变关系以及光纤与1层涂层之间的力平衡,提出了仅含1层涂层的简化解;最后,针对建立的理论模型,对1层以及2层外涂层光纤的瑞利频移温度灵敏度进行了仿真。结果表明,瑞利频移温度灵敏度随着外涂层的杨氏模量、半径和热膨胀系数的增加而增加,而与涂层泊松比几乎无关。本研究结果将有助于提高OFDR在高温度灵敏度和低温场景中的应用。 展开更多
关键词 光纤 涂层 光频域反射仪 温度灵敏度
下载PDF
脉冲参量对时间门控光频域反射仪性能的影响 被引量:2
2
作者 易守天 张志勇 +2 位作者 何海军 张信普 钱恒 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期162-167,共6页
为了对时间门控光频域反射仪系统参量设置进行优化,采用光脉冲压缩原理搭建了时间门控光频域反射仪试验系统,进行了理论分析与实验验证,取得了仿真与实验数据。结果表明,当探测光脉冲信号的峰值功率和本振光信号功率不变时,系统信噪比... 为了对时间门控光频域反射仪系统参量设置进行优化,采用光脉冲压缩原理搭建了时间门控光频域反射仪试验系统,进行了理论分析与实验验证,取得了仿真与实验数据。结果表明,当探测光脉冲信号的峰值功率和本振光信号功率不变时,系统信噪比只与啁啾率相关,且与其成反比;当扫频范围保持80MHz不变时,系统相位噪声随脉宽增加呈现先减小后增大的趋势,且最小值处于2.5μs附近;在实际应用中,满足系统最大扫频范围的条件下,通过调节扫频信号的脉宽,可以获得最优系统相位噪声(最小值)。这一结论对时间门控光频域反射仪系统参量设置与优化是有帮助的。 展开更多
关键词 光纤光学 散射 时间门控光频域反射仪 啁啾率 信噪比 相位噪声
下载PDF
基于光频域反射仪的分布式光纤传感及应用进展(特邀)
3
作者 王义平 钟华健 +5 位作者 单荣毅 梁文发 彭振威 孟彦杰 廖常锐 付彩玲 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2024年第1期54-71,共18页
光频域反射仪(OFDR)具有高空间分辨率、高精度和高灵敏度等多种分布式传感能力,其在油气资源勘探、结构健康监测,以及医疗微创介入手术等多种场合展示出了巨大的应用潜力。然而,扫频非线性噪声、相干衰落噪声,以及光纤中微弱的瑞利后向... 光频域反射仪(OFDR)具有高空间分辨率、高精度和高灵敏度等多种分布式传感能力,其在油气资源勘探、结构健康监测,以及医疗微创介入手术等多种场合展示出了巨大的应用潜力。然而,扫频非线性噪声、相干衰落噪声,以及光纤中微弱的瑞利后向散射信号是影响光频域反射仪性能的主要因素。本文介绍了光频域反射仪基本原理和波长、相位两种传感解调方法,详细阐述了多种抑制扫频非线性噪声和相干衰落噪声的方法,同时介绍了光频域反射仪在三维形状、大应变、高温、折射率等4个方面的传感应用进展。 展开更多
关键词 光频域反射仪 扫频非线性 相干衰落 三维形状 大应变 高温
原文传递
基于光频域反射仪的光纤水听器探头结构形变研究 被引量:5
4
作者 王宇 肖迪 +5 位作者 牛洋洋 杨洁 杨鹏希 朱兆昊 尹国路 朱涛 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期235-243,共9页
光纤水听器探头在深海静水压力下存在变形,这会影响其对水下声信号的探测性能,甚至会使探头失稳而无法在深海环境中继续作业。传统电学传感器因受限于尺寸和电磁干扰等因素,故难以被用于水听器探头的形变监测中。光纤光栅点式传感器的... 光纤水听器探头在深海静水压力下存在变形,这会影响其对水下声信号的探测性能,甚至会使探头失稳而无法在深海环境中继续作业。传统电学传感器因受限于尺寸和电磁干扰等因素,故难以被用于水听器探头的形变监测中。光纤光栅点式传感器的空间分辨率较低,故也无法对尺寸小的光纤水听器探头进行全分布式力学监测。为此,提出了一种基于光频域反射仪的高空间分辨率、高精度的光纤水听器探头形变监测方法。在实验中,光纤紧密缠绕在水听器探头的表面,采用自主研制的分布式光纤形状监测分析仪测量了探头形变产生的光纤瑞利散射光谱的波长漂移,并采用逆向积分的方法实现了探头形状的二维重构。研究结果表明:随着静水压力的增大,水听器探头直径逐渐缩小,并沿周向出现周期性凹陷;当静压力达到6 MPa时,三个周期性凹陷深度达到124μm。该实验研究结果与基于ANASYS的耐压性仿真结果相符。 展开更多
关键词 传感器 分布式光纤传感 光频域反射仪 光纤水听器 形状传感
原文传递
基于光频域反射仪的光纤分布式三维形状传感技术 被引量:15
5
作者 尹国路 徐州 +2 位作者 蒋锐 邓明 朱涛 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期62-72,共11页
光纤形状传感技术能够测量姿态、取向、径迹以及位置等三维空间信息,在精准介入医疗、变体飞行器以及连续体机器人等领域具有广泛应用前景。光频域反射仪具有高空间分辨率和分布式测量等特点,相较于光纤光栅的波分复用技术,在提高形状... 光纤形状传感技术能够测量姿态、取向、径迹以及位置等三维空间信息,在精准介入医疗、变体飞行器以及连续体机器人等领域具有广泛应用前景。光频域反射仪具有高空间分辨率和分布式测量等特点,相较于光纤光栅的波分复用技术,在提高形状传感空间分辨率、形状重构精度以及传感长度等方面具有明显优势。在阐明光频域反射仪分布式应变传感原理的基础上,建立了弯曲形变与应变以及光纤瑞利散射光谱波长漂移之间的物理关系,同时构建了弯曲大小、弯曲方向以及挠率与空间曲线局域标架三个正交分量的数学关系,最后采用切向分量的线积分实现光纤三维形状重构。实验设计并制备了一种基于镍铬形状记忆合金丝与三根光纤束封装的形状传感器,其二维、三维形状末端的平均最大误差为传感器总长度的0.58%和3.45%。 展开更多
关键词 光纤传感 分布式形状传感 光频域反射仪
原文传递
引水钢岔管水压试验分布式应力测量
6
作者 尹国路 马璟铭 +3 位作者 姜胜先 王鑫 张元寅 朱涛 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第17期2635-2644,共10页
引水钢岔管的结构尺寸大、焊接工况复杂,且需要长期耐受6 MPa的水压,迫切需要一种分布式、高精度、高空间分辨率的应力测量技术,以便在水压试验中进行全方位的应力测量和结构健康评估。传统的点式应变片只能进行局部应力测量,且测量精... 引水钢岔管的结构尺寸大、焊接工况复杂,且需要长期耐受6 MPa的水压,迫切需要一种分布式、高精度、高空间分辨率的应力测量技术,以便在水压试验中进行全方位的应力测量和结构健康评估。传统的点式应变片只能进行局部应力测量,且测量精度受制于防水措施、贴片工艺、温度变化等因素。为此,提出了一种基于光频域反射仪的引水钢岔管水压试验应力测量方法,采用沿焊缝布设的标准单模光纤作为传感器,测量空间分辨率达到5.8 cm,应力与水压力成线性关系并且沿焊缝存在0.2~0.6 m的周期性变化。月牙肋板焊缝的腰部应力最大,达到196.2 MPa;主锥环缝的应力在300 MPa附近;相贯线焊缝的应力呈180°对称分布,在腰线附近存在352.0 MPa的最大应力,顶部和底部基本不存在应力。 展开更多
关键词 分布式应力测量 光频域反射仪 引水钢岔管 抽水蓄能
下载PDF
基于同相正交调制光学频域反射仪的分布式多芯光纤矢量传感 被引量:1
7
作者 吕明星 李新碗 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2023年第23期108-115,共8页
针对传统光纤传感难以实现应变矢量感知的问题,设计并实验验证了基于同相正交(IQ)调制的光频域反射仪(OFDR)的多芯光纤应变矢量传感系统。使用IQ调制技术,实现了光源线性扫频,利用多芯光纤空间结构关系,在OFDR系统中获得了七芯光纤弯曲... 针对传统光纤传感难以实现应变矢量感知的问题,设计并实验验证了基于同相正交(IQ)调制的光频域反射仪(OFDR)的多芯光纤应变矢量传感系统。使用IQ调制技术,实现了光源线性扫频,利用多芯光纤空间结构关系,在OFDR系统中获得了七芯光纤弯曲后的应变矢量信息。实验结果表明,当光源扫频范围990 MHz时,在87 m七芯光纤中,弯曲应变空间分辨率为28.35 cm。当光纤弯曲曲率为1.78 m^(−1)时,角度分辨率为29°。同时进一步通过仿真分析表明,当扫频范围提高到10 GHz时,理论上可以达到1.02°的角度分辨率,从而进一步提高系统性能。 展开更多
关键词 光纤传感 光频域反射仪 应变矢量 七芯光纤 同相正交调制
原文传递
基于Frenet-Serret框架的OFDR三维形状重构算法研究 被引量:1
8
作者 辛玮 汪路军 +2 位作者 刘煜 张学典 刘学静 《光学仪器》 2023年第2期62-68,共7页
为了更深入地研究光频域反射法(optical frequency domain reflectometry, OFDR)在形状检测,有效计算变形监测等应用场景下光纤的形状和位置,设计了一种利用分布式光频域反射技术测得的光纤应变数据来重构三维形状的算法。与已有算法相... 为了更深入地研究光频域反射法(optical frequency domain reflectometry, OFDR)在形状检测,有效计算变形监测等应用场景下光纤的形状和位置,设计了一种利用分布式光频域反射技术测得的光纤应变数据来重构三维形状的算法。与已有算法相比,在数据处理环节加入了样条插值,从而使得形状还原精度提高,并利用仿真实验对算法进行了验证。首先设计了通过应变数据得到三芯光纤曲率和弯曲方向采样值的计算方法,结合Frenet-Serret公式构造了曲线方程;然后利用有限元分析软件对空间S形应变数据进行建模并提取,带入已设计的算法求解,在三维空间中重建S形光纤;最后得出位置误差随着光纤长度的增加逐渐增加,均方根误差计算结果为0.996 mm,单位长度误差最大值为0.082 4%。结果表明,该算法能较好地恢复原始曲线,具有一定的工程价值。 展开更多
关键词 三芯光纤 分布式形状传感 有限元 光频域反射仪 应变
下载PDF
分布式光纤传感技术研究和应用的现状及未来 被引量:5
9
作者 张旭苹 张益昕 +19 位作者 王亮 余贶琭 刘波 尹国路 刘琨 李璇 李世念 丁传奇 汤玉泉 尚盈 王奕首 王晨 王峰 樊昕昱 孙琪真 谢尚然 吴慧娟 吴昊 王花平 赵志勇 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期3-65,共63页
我国大型基础设施的建设规模已多年位居世界之首,分布式光纤传感技术(DOFS)作为大型基础设施健康状态实时监测最有潜力的技术,近年来得到了迅速发展。针对DOFS在技术和应用的突破上面临的挑战,在介绍DOFS各技术基本工作原理、发展历史... 我国大型基础设施的建设规模已多年位居世界之首,分布式光纤传感技术(DOFS)作为大型基础设施健康状态实时监测最有潜力的技术,近年来得到了迅速发展。针对DOFS在技术和应用的突破上面临的挑战,在介绍DOFS各技术基本工作原理、发展历史、现状以及典型应用原理和方案等的基础上,对其工作新机理、系统设计方案、研究发展方向等进行了阐述和讨论。 展开更多
关键词 光纤光学 分布式光纤传感技术 光时反射 光频域反射仪 干涉型分布式光纤传感
原文传递
基于内调制DFB激光器的高空间分辨率 TGD-OFDR 被引量:4
10
作者 戴建平 邱锦波 +2 位作者 刘宏睿 罗一民 刘庆文 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期253-260,共8页
提出了一种利用内调制频率调谐实现高空间分辨率的时间门控数字光频域反射仪(TGD-OFDR)方案,采用电流调谐的分布式反馈(DFB)二极管激光器作为探测光源提供较大的激光频率调谐范围的信号,利用马赫-曾德尔干涉仪(MZI)分析该DFB激光器的电... 提出了一种利用内调制频率调谐实现高空间分辨率的时间门控数字光频域反射仪(TGD-OFDR)方案,采用电流调谐的分布式反馈(DFB)二极管激光器作为探测光源提供较大的激光频率调谐范围的信号,利用马赫-曾德尔干涉仪(MZI)分析该DFB激光器的电流-频率响应特性后,由任意波形发生器产生的带有预失真的锯齿波信号驱动该DFB激光器,进而补偿激光器扫频时的非线性,同时采用一台波长可调节的稳频激光器的出射光充当本地稳频参考光。实验测试在74 km的光纤链路上实现了10 cm的空间分辨率,动态范围为23.3 dB。 展开更多
关键词 传感器 光纤测量 时间门控数字光频域反射仪 分布式反馈激光器 预失真
原文传递
高空间分辨率大带宽分布式光纤振动传感系统 被引量:10
11
作者 赵艳夺 王目光 +3 位作者 张静 李东辉 陈德胜 黄晓砥 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第19期23-31,共9页
基于频分复用和同相/正交(I/Q)接收技术,提出了一种具有高空间分辨率的大带宽分布式光纤振动传感解调方案,并对其进行了理论分析和数值仿真研究。该分布式振动传感结构包含马赫-曾德尔干涉仪(MZI)与时间门控数字光频域反射仪(TGD-OFDR)... 基于频分复用和同相/正交(I/Q)接收技术,提出了一种具有高空间分辨率的大带宽分布式光纤振动传感解调方案,并对其进行了理论分析和数值仿真研究。该分布式振动传感结构包含马赫-曾德尔干涉仪(MZI)与时间门控数字光频域反射仪(TGD-OFDR),其中,MZI输出信号的相位采用零差法解调,用于检测振动信号的频率与幅度;而TGDOFDR则是通过外差探测技术实现振动信号的定位。数值仿真结果表明,所提系统的可测振动频率上限达兆赫兹量级,4 km传感光纤上的空间分辨率可达0.5 m。该分布式振动传感系统同时具有高空间分辨率与大检测带宽的优势,在民用基础设施健康监测和石油天然气管道泄漏监测等领域具有潜在应用价值。 展开更多
关键词 光纤光学 光纤传感 分布式振动传感 时间门控数字光频域反射仪 光纤干涉 空间分辨率
原文传递
光纤形状传感器封装过程中残余应力的分布式实时监测 被引量:9
12
作者 尹国路 徐州 朱涛 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第16期22-28,共7页
设计了一种柔性细径光纤束形状传感器及其注胶封装装置,采用光频域反射仪的分布式应变测量技术,实验探究了形状传感器在封装过程中胶水材料及配比对残余应力的产生、积累和分布情况的影响。实验结果表明,胶水交联反应使得光纤产生的残... 设计了一种柔性细径光纤束形状传感器及其注胶封装装置,采用光频域反射仪的分布式应变测量技术,实验探究了形状传感器在封装过程中胶水材料及配比对残余应力的产生、积累和分布情况的影响。实验结果表明,胶水交联反应使得光纤产生的残余应变随着固化时间的推移逐渐增大,且形状传感器中3根光纤的残余应变随时间的积累以及沿光纤轴向的空间分布具有一致性。经过约16 h的固化反应后,3根光纤的残余应变达到最大值并稳定保持在80~100με范围内。该研究成果最大限度地减小光纤形状传感器封装过程中的残余应变,为高精度形状测量提供了基础。 展开更多
关键词 光纤光学 光纤形状传感器 光频域反射仪 残余应力监测
原文传递
快速、高空间分辨分布式光纤传感技术及其在机械形变和温度监测中的应用 被引量:4
13
作者 尹国路 蒋锐 +4 位作者 徐州 周雷 牛洋洋 吕雷 朱涛 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期96-104,共9页
针对未来智能变体飞行器飞行途中机翼形变监测、微创手术中精准介入手术、连续体机器人自动运动轨迹追踪、涡轮叶片温度监测等对抗电磁干扰、精度高、质量轻的分布式传感技术需求,研制了基于光频域反射仪的快速、高空间分辨率分布式光... 针对未来智能变体飞行器飞行途中机翼形变监测、微创手术中精准介入手术、连续体机器人自动运动轨迹追踪、涡轮叶片温度监测等对抗电磁干扰、精度高、质量轻的分布式传感技术需求,研制了基于光频域反射仪的快速、高空间分辨率分布式光纤传感样机。该样机采用辅助干涉仪的外差拍频信号作为外部时钟,辅助干涉仪选用300 m的延迟光纤,抑制了光源非线性扫频效应,利用偏振分集接收装置消除系统中的偏振衰落效应。在40m传感距离内对CPU和GPU运算时间成本进行了对比,采用GPU加速算法将光频域反射仪的传感速度提升了20倍。对涡轮叶片温度进行监测,其传感采样空间分辨率达到0.76 mm,温度测量精度达到0.4℃。采用该样机实现了二维柔性面板机械形变监测,测量误差低于3%。 展开更多
关键词 分布式光纤传感 光频域反射仪 机械形变 高空间分辨率温度监测 GPU加速
原文传递
OFS Research Over the Last 10 Years at CQU & UESTC 被引量:2
14
作者 Yunjiang RAO 《Photonic Sensors》 SCIE EI CAS 2012年第2期97-117,共21页
This article reviews my new optical fiber sensing (OFS) research activities in China for the last ten years at Chongqing University and University of Electronic Science and Technology of China, since I returned from... This article reviews my new optical fiber sensing (OFS) research activities in China for the last ten years at Chongqing University and University of Electronic Science and Technology of China, since I returned from UK in 1999. The research progress in long period fiber gratings (LPFGs), distributed fiber sensing systems and microfiber sensors is introduced. For LPFGs, the processing method with high-frequency CO2 laser pulses types of LPFGs fabricated and the related applications for both optical sensing and optical communication are described. For distributed fiber sensing systems, the fiber-optic polarization optical time domain reflectometer (POTDR), fiber-optic phase-sensitive optical time domain reflectometer (φ-OTDR) and Brillouin optical time-domain analyzer (BOTDA) are developed, respectively. For microfiber sensors, we mainly focus on the knot resonator and its application for sensing of the refractive index and acceleration, etc. 展开更多
关键词 Fiber optic sensor long period fiber grating BOTDA MICROFIBER
原文传递
上一页 1 下一页 到第
使用帮助 返回顶部