应用在油气管线的光纤光栅温度压力传感系统

为了提高光纤光栅的温度和压力灵敏度系数以满足实用化对灵敏度精度的要求,对光纤光栅进行封装设计。得到封装后的光纤光栅温度和压力灵敏度系数分别为0.052nm/℃和0.8208nm/MPa,分别为裸光栅的5倍和273倍,且传感器的温度和压力响应与光栅反射波长成良好的线性关系。通过半个月的油气管线现场实验,测得光纤光栅温度压力传感器与油气管线的电类传感器的测量值符合得特别好,该温度和压力传感系统满足了温度和压力的实时测量。

布里渊散射分布式光纤传感技术的研究进展

阐述了基于布里渊散射的分布式光纤传感技术测量光纤温度/应变的基本传感原理。介绍了基于光时域反射仪发展起来的几种传感技术,布里渊光时域反射(BOTDR)、布里渊光时域分析(BOTDA)、布里渊光频域分析(BOFDA)分布式光纤传感技术,特别对BOTDR的原理和典型系统方案进行了详细的介绍。最后,叙述了基于布里渊散射的分布式光纤传感技术当前的进展和趋势。

光纤光栅传感解调系统的研究进展

光纤光栅传感以其强大的优越性受到了社会的广泛关注,波长编码信号解调是实现光纤光栅多参量、多点分布式传感网络的关键技术。综述了光纤光栅传感信号解调技术的研究进展,对几种较成熟的解调方法的工作机理、特点和性能作了重点分析,分别给出了典型的实验原理图,并对其应用前景作了展望。

双悬臂梁光纤Bragg光栅应力传感器

报道了一种新颖的光纤Bragg光栅应力传感器.理论分析和实验证明了这种传感器Brrag光栅中心波长随应力变化的线性工作区.将光纤Bragg光栅贴于双悬梁的梁端面,在双悬梁的自由端部施加载荷,对光纤Bragg光栅的应力响应特性测试.当所加载荷为300 g时,光纤Bragg光栅中心波长变化了0 .156 nm.从实验上获得了-0 .05 nm/N的应力响应灵敏度.该结构具有应力增敏作用,且应力响应的线性、重复性和迟滞性较好.应力响应灵敏度随着梁的大小以及材料的力学参量的改变而改变.

贴片封装的光纤Bragg光栅温度传感器

分析了光纤Bragg光栅的传感原理，提出了一种基于铍青铜片封装的光纤光栅温度传感模型。通过用一种耐高温胶将FBG粘贴在膜片材料上，使FBG在温度变化过程中一直保持张紧状态，保证FBG温度传感器有良好的重复性和线性。在20～200℃范围内进行温度实验，实验结果表明，FBG反射波长与温度有很好的线性关系，该温度传感器的温度响应灵敏度为0．0315nm／℃．实验拟舍值与理论值之差仅占理论值的2．9％。该传感器的温度测量范围大，可应用在油气井下较高温度环境的测量。

光纤光栅传感系统信号解调新技术研究

信号解调是光纤光栅传感系统实用化所面临的最大难题,其核心问题在于设计高分辨率、低成本的波长检测方案。总结了光纤光栅传感信号解调的一般原理和技术难点,对常用解调方法进行了分类和归纳。目前报道的主要解调方法是滤波法、干涉法和可调光源扫描法。针对不同的解调方法,重点介绍了它们的工作原理及性能特点,评价了其优缺点,并分别给出了它们的实验原理图。对目前最有应用前景的可调谐F-P滤波法进行了详细的介绍和分析,并加入了对原有方案的改进,用气体吸收池代替原来的参考光栅。

光纤光栅传感系统信号解调技术的进展与研究

信号解调技术是实现光纤光栅传感网络的关键。文章主要介绍了光纤光栅传感的基本原理,总结了系统信号解调过程中存在的主要技术难点及其进展与研究,评述了几种较成熟的解调方法的工作机理、特点和性能,并分别给出了其典型的实验原理图,为光纤光栅解调技术的实际应用及其信号解调的设计提供了依据。

光纤光栅传感的解调方法

介绍了光栅传感系统的组成,分析了常用的三种光源:LD、LED和掺铒光源的性能。描述了在光栅解调中常用的滤波法、干涉法、可调谐激光扫描法、啁啾光栅检测法、光栅色散法等几种信号解调技术并进行了简要的评述。

光纤光栅高温高压传感器技术

随着光纤光栅传感器的广泛应用,高温、高压、强电磁干扰等工业环境是光纤光栅传感器应用的一个重要方向。介绍了油气井下高温、高压等恶劣环境下使用的光纤光栅高温传感器、高压传感器。阐述了现有的一些典型的技术方案、传感器结构设计等。分析了其特性,并对其应用前景进行了展望。

光纤光栅传感器信号解调方法综述

当光纤光栅传感器上的温度或应力发生变化时,布拉格反射波长也随之发生漂移,根据这个漂移量便可判断待测量大小,因此,人们提出了许多解调方法。文章论述了几种常用的光纤光栅传感器信号解调方法,分类评述了这几种方法的工作原理和性能,分别给出了其典型的实验原理图,并对其优点和缺点进行了分析比较。

光纤光栅传感智能结构的技术难点及研究

光纤光栅作为传感领域的一种新型元器件,已经在各领域得到了广泛的应用。随着对光纤光栅传感的深入研究,如何解决应用中的关键技术问题已成为国内外研究的重点。介绍了光纤光栅传感智能结构的发展背景及优点,提出了光纤光栅传感器在实际应用中所面临的主要技术难题,分析现有的解决方案,指出了这些方案中存在的不足和有待解决的问题,最后讨论了光纤光栅传感技术的发展前景。

基于DSP芯片控制的光纤光栅传感解调系统

提出并实现了基于DSP芯片控制的准分布式光纤Bragg光栅传感网络信息解调系统,着重介绍了基于可调谐光纤F-P滤波(TFFP)解调技术的工作原理,并给出了此解调系统硬件设计的详细接口图。该系统扫描频率在25～100Hz间可调,分辨率达2pm,动态测量范围达50nm。同时变频变幅的TFFP锯齿波扫描信号可以灵活地改变系统的扫描范围,进一步提高了系统的解调速度。

消除光纤光栅温度压力交叉敏感技术进展

光纤光栅(FBG)的谐振波长既对环境的温度敏感,又对环境的压力敏感,也就是存在温度压力交叉敏感问题。文章从光纤光栅温度与压力交叉敏感问题的物理成因出发,针对单一参量(温度或压力)和双参量(温度与压力)FBG传感器的交叉敏感问题,分三类阐述交叉敏感问题消除方法的最新进展情况。

光纤布拉格光栅折射率传感研究进展

在介绍短周期光纤光栅(FBG)和微纳光纤布拉格光栅(MNFBG)折射率传感原理的基础上,围绕如何提高FBG折射率传感灵敏度,详细论述了腐蚀法和抛磨法两种折射率传感技术方案的研究进展,对比分析了两种方案的优缺点。同时综述了微纳光纤和微纳光纤光栅应用于折射率传感的研究现状,指出了目前研究所面临的技术难题与解决方案,展望了FBG折射率传感技术的发展趋势,可为进一步开展基于光纤光栅器件的折射率传感研究提供参考。

传感用高功率高稳定性掺铒光纤超荧光光源

文章通过优化掺铒光纤的各种参量,用两个980 nm激光二极管做抽运源,用一个3 dB耦合器制作成光环形镜,采用双级双程前向泵浦结构,实现了功率最高达52.8 mW(17.15 dB)的稳定的高功率宽带超荧光光源。在未加任何滤波器的情况下,其3 dB带宽可达40 nm。该光源已成功用于油气管线检测工程实践中。

光纤Bragg光栅压力传感特性研究

提出了以半导体硅材料作为光纤Bragg光栅（FBG）衬底的FBG压力传感密封型结构，并对其压力传感特性进行了研究，结果表明：FBG的中心反射波长漂移对压力呈现良好的线性响应特性，在0-35MPa的测压范围内，压力调谐灵敏度为0．034nm／MPa；有良好的机械性能和稳定性能。通过对实验数据的拟合分析表明：采用这种材料，其中心波长和压力变化有着好的线性拟合度和重复性，且迟滞很小，它们的相关系数都达到0．99，在光传感领域具有实用价值。

空间光通信接收器孔径平均函数的二维映射计算方法

针对现有研究中缺乏计算具有任意形状光学接收器孔径平均函数方法的问题,提出了一种新颖的二维映射方法。首先,将接收器的数学形状映射为一个二维矩阵,并基于该矩阵构建基准孔径、位移孔径,并确定位移范围。然后,通过逐步移动位移孔径获得一系列可变的位移矩阵。随后,通过计算位移矩阵和基准矩阵之间的相同元素,得到不同质心间距矢量下的孔径重叠面积,从而精确地求得接收器孔径平均函数。最后,以计算卡塞格林望远镜的孔径平均函数为例,将其映射为300×300的矩阵,并与理论计算结果进行了比较。对比结果表明,该方法在计算孔径平均函数时具有极小的误差,验证了所提方法的准确性和可靠性。

光纤布拉格光栅地震检波器的研究与应用

光纤布拉格光栅地震检波技术是一门较新的地震检波技术.实验表明,用光纤Bragg光栅做成的检波器不仅频带宽、稳定性好,而且灵敏度高,是一种较理想的地震勘探仪器.文章主要介绍了光纤布拉格光栅地震检波器的传感原理、理论计算及其工作原理,为光纤Bragg光栅地震检波器的研究以及实际应用提供了依据.

一种简单而性能优良的C+L波段掺铒宽带光源

报道了一种结构简单、工作在C+L波段的掺铒宽带光源。实验中用3 dB宽带耦合器作为光纤反射镜,同时利用功率控制电路使光源输出光稳定,先用两个980 nm二极管作为抽运源,将后向的C波段ASE重新引回光纤中,提高了抽运源的利用效率和光纤输出光的稳定性,优化掺铒光纤长度,获得了功率高达26.67 mW(14.26 dBm)的C+L波段ASE光输出,平均波长1550.887 nm。之后采用一个二极管实现双抽运得到了同样的结果。

光纤Bragg光栅校准可调谐F-P滤波器解调系统的研究

基于可调谐光纤（TF）Fabry-Pent（F-P）滤波扫描传感光纤Bragg光栅（FBG）反射的原理，针对可调谐光纤F-P滤波器的透射波长与驱动电压的非线性与不重复性，提出一种新颖的利用置于恒温箱内的FBG来提供波长参考，得到光纤F-P滤波器小范围内的电压-波长线性关系，对一温度传感器进行了试验检测，在30-130℃范围内，系统的平均偏差为0．52℃。