FBG测温系统的光谱校正算法的研究

为了解决在大范围、多点位温度实时监测过程中温度传感器铺设工程复杂、维护成本高等问题，研究开发了基于光纤布拉格光栅结构的温度监测系统。利用光纤光栅衍射对波长的选择性，建立了温度与波长的函数关系，通过计算波长变化量反演被测位置的温度信息。由于环境、材料等因素，光谱分布与温度变化并不满足线性变化，所以设计了光谱校正算法完成波长与温度函数的曲线拟合，曲线拟合度大于99.7％。实验采用FB136L-IAC型防爆干燥箱、LPT-200型二极管，1550 nm光纤等对20～280℃范围内温度进行多点位实时检测，实验结果显示，当防爆干燥箱中的温度每改变1℃时，对应的中心波长向长波方向偏移大约0.04 nm ，与标准温度测试数据进行对比，误差低于±0.3℃。由于系统采用光纤传感网络，所以具有很强的抗电磁干扰能力，而光纤光栅衍射可实现精密测量，动态响应范围大、精度高。系统的新颖之处在保证高精度测量的同时，仍满足大范围、多点位、高抗干扰能力的快速铺设，具有很强的实际应用价值。

连动型抗干扰干涉具井下瓦斯浓度监测系统(英文)

针对井下甲烷浓度监控干扰大的问题,结合实时监测甲烷浓度的系统要求,设计角镜连动的自消震光学结构,构建了基于无线网络的实时数据通信系统.在干涉系统中,固定两个角镜位置,将两片半透半反镜用连杆结构同步旋转,由此产生光程差.由于采用了连杆结构,任意时刻引入的震动在两个分束镜上等量存在,其结果是差分值,可实现完全相消.由分析分束器的最大旋转范围计算得到系统的光程差变化范围.结合比尔朗伯定律,给出系统在井下工作的甲烷气体浓度最低检出限.分别在实验室及矿井主巷道中完成实验过程,通过化学反应法求得被测甲烷气体的标准浓度,与WQF530型光谱分析仪的测试结果作比较,结果表明:在实验室无干扰条件下,两种检测方法的相对误差均小于1.0%;在井下实验中,传统光学检测方法受环境影响明显,相对误差大幅增加,而本系统测试结果基本稳定,具有较强的抗干扰能力及较高的稳定性.