基于干涉型分布式光纤技术的水下管道泄漏检测实验分析

为解决复杂水下管道的泄漏检测问题,以干涉光路为基础,构架面向水下管道应用的分布式光纤泄漏检测系统。在水下波导实验室,以直径为200 mm的铸铁沥青输气管道为对象,研究水流波动条件（流速为2-6 m/s）、气压0.5-1.4 MPa下,分析Sagnac原理中零点频率和泄漏点在宽频范围内的对应关系,建立零点频率分辨率和定位的关系,消除水下环境干扰信号的影响。实验结果表明：该系统可用于水下输气管道泄漏检测,对于6.5 km测试间距,可有效测定泄漏源位置,定位误差小于2.0%。

基于光纤传感器的弹簧检长系统

系统由光纤传感器、测量及放大电路、现场可编程门阵列(FPGA)及显示器组成。实验室测试得到电压与反射面距离函数关系,实际使用中运用该函数,通过测量电压计算出待测弹簧长度。经试验测得电压与反射面距离拟合函数其线性度为1%,灵敏度为1 V/mm,分辨力为0.01 mm,经实际对弹簧长度测量其分辨力为0.01 mm,按照国家标准1级弹簧长度误差小于标准弹簧±0.2 mm为合格,表明:该系统完全可以满足弹簧检长要求,且线性度好、灵敏度高、抗干扰能力强。实际对弹簧测量结果正确率为100%,且精度高成本低,操作简单。

微纳光纤耦合应变传感器

为了实现高精度的应变传感测量,提出了一种基于高灵敏度微纳光纤耦合应变传感器。将两根单模光纤剥掉涂覆层后放置于光纤拉锥平台上,并将这两根光纤相互缠绕在一起,设置所需拉锥参数,打开氢气流量,利用氢气火焰对两根光纤进行拉锥燃烧,制备光纤耦合器,利用耦合后的强倏逝场特性实现对应变的测量。通过对该器件的反复测量,得出它具有很好的可逆性。为克服交叉敏感问题,通过干涉波谷对温度与应变具有不同敏感特性,利用系数矩阵解决温度对应变的影响。实验结果显示,应变灵敏度为20.35 pm/με,相应的线性相关系数为99.9%。该应变传感器相较于其他传感器灵敏度高、稳定性好、成本低,在建筑安全检测等方面具有一定的应用价值。

光纤传感技术在核电厂的应用研究

对光纤传感技术的优势、原理、分类、发展趋势、已有应用作了分析。光纤传感器具有抗电磁干扰、耐事故能力强、小型化、精度高等优点,已应用于各行各业,但在核领域还没有应用。国外对光纤传感器在核电厂的应用研究起步早,得出了很多重要结论;而国内研究晚,研究内容少。结合核电厂的过程参数测量需求与光纤传感器的优势,拟出了光纤传感器在核电厂的应用路线,提出了采用光纤传感器对堆芯温度、中子通量、一回路温度、压力、流量、液位、管道泄漏和安全壳温度、压力、辐射、湿度、氢气浓度等参数进行测量的全光系统解决方案。分析了限制光纤传感器在核电厂应用的最大因素,即光纤的辐照损伤效应。提出了几点辐照加固措施,为后期研究光纤传感器在核电厂的应用提供了思路。

一种新型光纤传感器在精密产品加工中的应用研究

利用所研制的新型反射式光纤传感器对精密产品加工中的小台阶、沟槽等进行了测试研究。测试系统充分发挥了激光光纤传感测量方法的突出优点 ,实现对精密产品的非接触、快速地检测。传感器的高度分辨力可达 0 .4 μm,定位精度可达± 2 μm。

光纤传感器在全光网络安全及防范措施中的应用

在对全光网络存在的安全问题分析的基础上,总结了现存的攻击方法,讨论了光纤传感器在全光网络安全及防范措施中应用,在现有的理论模型基础上提出一种新型的全分布式光纤传感器模型,最后分析了该方案解决全光网络安全隐患的有效性。

光纤应变传感器在振动检测和安全评估中的应用

介绍了一种利用光纤应变传感器进行动载作用下构件安全性检测的方法,以国内某过山车基础支撑为例,介绍了光纤应变传感器的安装和使用方法,并通过对传感器采集到的应变数据进行分析,结合其他现场检测数据,对受测构件安全性给出了评价。

光纤传感技术下电力隧道自动化变形监测系统的设计与实现

城市电力隧道具有结构多样、截面尺寸小、设施多、电磁干扰大等特点,在运营期间,采用传统测量方法进行变形监测费时费力,难以保证监测精度,需要推进智能化监测。光纤传感技术的应用逐渐成为行业应用的新趋势,但采用光纤传感技术在小截面隧道变形监测中应用成果鲜见。本文结合实际,研发了基于光纤传感技术的电力隧道自动化变形监测系统,应用结果表明,该系统实现了无线传输、自动化、高精度、实时采集数据、分析和预警等功能,极大地提高了工作效率,降低了运营和维护成本,对于其他类似变形监测需求具有较高的应用和参考价值。

基于光纤传输的矿用温度传感器设计

针对传统的矿用温度传感器存在抗干扰能力较差、传输速率低、传输距离短的问题,设计了一种基于光纤传输的矿用温度传感器。传感器采用高精度的Pt100铂电阻作为温度敏感检测元件,同时采用光纤进行传输,显著提高了传感器的检测精度和传输速率。从电子元器件选型、低功耗运行机制、光纤传输等方面详细介绍了传感器的抗干扰电路、供电电路、光纤通讯电路、信号采样电路、显示电路、报警电路等硬件设计,以及传感器的软件流程设计。通过试验结果表明,传感器具有传输距离远、通讯速率高、功耗低、精度高的特点,满足煤矿现场恶劣环境下-30℃~200℃的温度监测需求。

光纤气体检测技术在潜艇中的应用展望

介绍了光纤传感技术的特点以及此项技术在国内外的发展状况 ,分析了光纤传感器气体检测技术在潜艇上应用的前景和需要解决的关键技术 ,阐述了未来一段时期内光纤传感器气体检测技术的发展方向。

光纤传感器在潜艇大气环境监测技术中的应用

介绍了光纤传感技术的特点以及此项技术在国内外的发展状况,分析了光纤传感器气体检测技术在潜艇上应用的必要性,提出了需要解决的关键技术,阐述了未来一段时期内光纤传感器技术在海军武器装备应用研究上的发展方向。

应用光纤传感器定位电缆故障的方法

当电缆线路发生接地故障时 ,需要及时定位并予修复。故已对许多即时定位故障点的新方法作了研究 ,以取代费时甚长传统的故障定位 (如 Murray法、脉冲雷达方法 )。一种可能的故障定位方法 ,是采用一光纤温度分布传感器检测伴随接地故障的温升。以热电偶作温度传感器 ,检测接地故障试验中的温升 ,证明此方法可行。试制了光 -电复合 XL PE电缆 ,并检验了其热态下的机械性能。按实际发生接地故障的条件进行了试验 ,测定了故障所及范围内的温升 ,其性能与预期值相符。采用同样的方法对附件、接头、终端套管进行了验证。开发了相应于多重线路的电缆故障定位系统。

刀体破损检测技术在划片机中的应用

介绍了应用于半导体全自动晶圆划切设备中的刀体破损检测方法,在理论分析与计算的基础上制定检测方案,通过大量数据分析与处理,设计出抗干扰性强的数字滤波器,降低了系统误报率,提高了设备稳定性,保证了划切质量。

采用光纤位移传感器的轴偏差检测

业已研制成一种光纤位移反射传感器,并已用来测定旋转过程中轴的形状和轴的位置.该技术已被用来确定真实轴的实际形状偏离标称圆截面(偏离圆的误差)和旋转轴偏离几何轴(偏心误差).该传感器结构简单,精度可达到机械工程应用的要求,能测定旋转过程中轴的形状和位置,故具有在生产线上测定部件的潜力.

光纤光栅与大型结构安全实时监测

对光纤光栅可调谐的原理作了探讨,分析了光纤光栅传感器在温度和应力测试中的应用,并提出在实际应用中应注意的问题,指出光纤传感器具有广泛的应用前景。

具有温度补偿的光纤光栅压力传感器

为了实现高压测量时的温度交叉敏感问题,提出一种基于自由弹性变形体的光纤光栅压力传感器结构及光纤光栅传感信号的自解调方法。与传统光纤光栅传感器中传感单元与解调单元相互分离的结构不同,该文提出的光纤光栅压力传感器系统利用一对匹配的光纤光栅和一个简单的等腰三角形悬臂梁结构,实现了传感解调的合而为一,解决了光纤光栅传感器的交叉敏感和信号啁啾的问题。仿真与初步的试验结果表明,在高达100M Pa的压力范围内,测量灵敏度为8.5 pm/M Pa。

基于分布式光纤传感器的管道安全检测

输油管道在运行时存在着泄漏、堵塞等不安全事件,利用分布式光纤传感器检测管道泄漏、堵塞信号,可以实时检测管道沿途所发生的不安全事件。利用相关性法确定两个测试信号的延时便可计算不安全事件发生的位置。阐述了该检测方法的原理及定位方法,通过理论分析及试验表明该方法可以提高管道不安全测试的定位精度及灵敏度。