一种光纤光栅振动与温度同时区分测量的解调方法

研究了一种可实现振动与温度同时区分测量的光纤光栅解调方法。利用放大自发辐射光源在1 530 nm附近有一段线性区做边缘滤波器进行滤波解调,用匹配光栅将传感器中的温度与振动信号区分开而实现两者的区分测量。实验证明了此方案的可靠性,解调系统的静态波长灵敏度为1 785.6 mV/nm,波长和温度的分辨力分别达到了0.56 pm和0.044℃。该解调系统结构简单、成本低、分辨率高,可以实现对温度与振动同时监测的工程应用。     

基于长周期光纤光栅的高灵敏度温度传感方案

长周期光纤光栅具有波长选择损耗的带阻滤波特性 .其谐振波长随光纤包层直径的减小而向长波方向漂移 .环境温度、外部折射率指数的变化会导致谐振波长位移 .由此提出一种敏感度增强的温度传感方案 .推导了长周期光纤光栅谐振波长与温度之间的关系模型 .在光纤纤芯中写入长周期光纤光栅 ,通过腐蚀方法减小其包层直径 ,随后在光栅外再涂覆聚合物包层 .用此器件测量所得温度传感特性 ,其实验结果与仿真结果基本一致。其温度灵敏度超过 5 .2 nm/℃ .     

基于回归分析的取样光栅传感特性分析

基于耦合模理论,采用传输矩阵法分析了取样光栅反射谱.取样光纤光栅在受到外界环境应变和温度影响时,其反射光谱的反射率和波长会发生变化.通过测量反射光谱的反射率变化和波长漂移,就能够实现用单根的取样光纤光栅同时测量应变和温度.取样光纤光栅的光弹系数为P11=0.121,P12=0.27.纤芯材料的泊松比0.17.热膨胀系数为5.5×10-7/℃,光纤材料的热光系数为8.3×10-6/℃.通过仿真实验获得了取样光纤光栅的应变和温度传感数据.采用回归分析的方法得到系数矩阵中A,B,C,D分别为-0.00033/ε,-0.00011/℃,-0.00055nm/ε,0.013 nm/℃.应变测量范围为0 με～1800 με,温度测量范围为0℃～180℃.     

基于长周期光栅边缘滤波解调的光纤布喇格光栅位移传感研究

利用长周期光栅的边缘滤波解调技术,我们报道了一种光纤布喇格光栅位移传感方法.系统由一个3dB耦合器、一个传感光纤布喇格光栅、一个长周期光栅和一个探测器构成.实验结果表明,在所测位移范围内,传感系统输出的光功率与位移成良好的线性关系,位移灵敏度为9.24pW/mm,位移分辨率为0.01 mm.该方案结构简单、灵敏度高、线性度好,可应用于实际中的位移测量.     

Bragg光纤光栅法布里-珀罗应变传感器研究

提出了一种将Bragg光纤光栅(FBG)与全光纤法布里-珀罗传感器(FFPI)结合使用对静态应变进行高分辨率测量的新方法.选用中心波长基本相同的两个光栅组成的光纤法布里-珀罗传感器的反射谱具有光纤光栅和法布里-珀罗干涉仪的共同特性,因此可利用FBG的反射波长与应变漂移特性来粗测应变的范围,利用FFPI和伪外差解调法对精密测量应变的值,实现高分辨率的测量.通过实验测定,该系统对静态应变测量的分辨率达到了59.2nε.     

基于倾斜光纤光栅的四波长传感解调研究

本文从倾斜光纤光栅（TFBG）的传输特性出发,利用了它的边缘滤波解调技术,研究了一种基于倾斜光纤光栅的四波长通道的传感解调。系统由两个耦合器、一个倾斜光纤光栅、四个传感光纤布拉格光栅和两个对应的探测器构成。实验结果表明了,在所测的温度范围内,四个不同波长的传感光纤光栅在解调之后所输出的光功率与温度都具有很好的线性关系,四个通道的温度灵敏度分别为-0.1072 nw/℃、0.1937 nw/℃、0.2987 nw/℃、0.2323 nw/℃。该方案的结构简单、灵敏度高、线性度良好,可以广泛运用于实际当中的温度测量。     

单个光纤布喇格光栅实现应变温度同时测量的研究

实现单个光纤布喇格光栅同时测量应变和温度的实验系统.在该系统中,温度变化使光栅的布喇格波长位移,应变使反射谱分裂成双峰.结果表明,根据光栅的初始布喇格波长和两个分裂的布喇格波长可以同时确定应变和温度的变化.应变和温度灵敏度的实验结果分别为1.172 pm/με和10.78 pm/℃.该系统在结构健康监测、智能材料和结构等领域有应用前景.     

多模光纤光栅的应变传感特性

主要对多模光纤光栅的应变传感特性进行了实验研究,实验结果表明,光纤光栅的Bragg波长随轴向应变的变化呈现出良好的线性关系,而且其重复性相当好。实验测得的应变灵敏度为0.0011nm/(×10-6),与理论计算值相符。这些特性与单模光纤光栅的传感特性基本相同,因此可以用多模光纤光栅代替单模光纤光栅制作光纤传感器以降低成本。实验结果可以作为对光纤光栅进一步深入研究的参考。     

一种高分辨力的光纤光栅悬臂梁动态解调技术

介绍了一种基于悬臂梁的匹配光栅测量和解调方案,在外界加速度作用下,一个光纤光栅受压,另一个光纤光栅受拉,使波长调谐的灵敏度增加了1倍。实验证明了该方法寓解调和温度补偿为一体的优越性,本解调方案的波长移动分辨力为0. 01pm,可实现高分辨力加速度测量。     

双反射峰光纤布拉格光栅调谐与传感研究

介绍了一种基于光纤光栅封装技术的双Bragg波长调谐及传感方案。封装光栅使之产生双反射峰,一个峰对应力更敏感,便于应力调谐,另一个则被温度增敏,更适用于温度调谐。应力调谐时采用了特殊机构,使光纤光栅的张应变与压应变连续并有良好的线性关系,独立调谐范围达5.64nm,温度为23℃至60℃时的独立调谐范围达1.48nm。     

基于位移传感的光纤温度传感器

提出了一种新颖的基于双金属片位移传感的光纤温度测量方法 ,设计了结构简单的传感器 ,介绍了测量仪的工作原理 ,建立了温度测量的数学模型。采用差动输出方式 ,补偿了光源功率波动的影响。通过实验 ,给出了传感器输出信号与温度变化的关系曲线 ,实验结果表明了该测量方法的可行性。     

光纤位移传感器综述

基于普通位移传感器与光纤位移传感器两者的性能特征,概述光纤传感技术在位移传感方面上的优势。将光纤位移传感器分为两大类：本征型和非本征型,并详细介绍各类光纤位移传感器的原理、结构以及特点。根据其原理进一步探讨光纤位移传感技术的发展与应用。     

磁阻传感器在直线位移传感中的应用

HMC1501是一款专门的线位移/角位移传感芯片,属于磁阻传感器,其典型应用方案是用来测量直线位移.改变传感结构,可以将直线位移转化为角位移来测量,理论分析和实验证明,相对于典型方案,将直线位移转化为角位移后进行测量,不仅测量精度高,而且测量范围广,也节省了成本.     

齿轮传动型光纤弯曲损耗位移传感器及其实验研究

针对传统光纤弯曲损耗位移传感器线性度不高的问题,设计了一种齿轮传动型光纤弯曲损耗位移传感器,并用理论证明了被测位移量与光纤弯曲损耗之间呈线性关系,并进一步做了实验研究.实验结果表明,本传感器的灵敏度与理论计算结果相符,并具良好的线性度与测量精度,便于在实际工程中应用,有有着较好的市场应用前景.     

一种机器人温觉及热觉组合系统的研究

本文讨论了机器人用热觉传感器的理论及设计方法，并介绍研制成功的兼有温觉及热觉组合式新型传感系统，其由传感器探头，温度信号检测与放大电路，信号采集与处理部分组成，利用我们自行设计的系统，做了大量实验，结果表明，该系统可以帮助智能机器人感知目标温度和进行物性识别。     

分布式光纤温度传感系统及在隧道监测中的应用

分布式光纤温度传感系统(Distributed Temperature Sensing,DTS)是一种新型的线型感温探测器,具有测量距离长、测温精度高、定位精确、响应速度快、报警方式灵活等优点。介绍了分布式光纤温度测量原理,详细描述了系统的主要组成结构和各模块的功能特点。系统性能测试结果表明该系统关键技术指标达到国际先进水平。最后说明了该系统在隧道火灾监测中的实际应用情况。现场点火试验结果表明该系统具有响应速度快(22 s)、测量精度高等优点,为隧道安全运营提供了充分保障。     

温度采集系统探讨

通过温（湿）度传感器采集房间温度数据,经单片机（下位机）数据处理后,显示本地温湿度。单片机将采集的温度数据通过串口传输到上位机进行显示和判决,如果温度高于预期值,通过发警报给下位机,下位机发出警报并显示提示信息。本系统可应用到工厂、大棚等场所。     

熊猫型保偏光纤光栅温度和压力传感特性研究

研究了保偏光纤光栅(PMFBG)的传感特性.在0MPa～2.5MPa的范围内对其压力敏感特性进行了研究,其两个偏振方向上的压力敏感系数分别为0.003274nm/MPa和0.004450nm/MPa;对其14℃～50℃范围内的温度敏感特性进行了研究,发现其两偏振方向上的温度敏感系数为0.0090nm/℃和0.0103nm/℃.从而得出保偏光纤光栅可以解决传感时温度压力交叉敏感问题的一种方法.     

耐高温椭圆齿轮流量计介质粘度变化的影响

耐高温椭圆齿轮流量计对高温介质流量计量时，必须对其计量结果进行修正．讨论了被测介质粘度随温度变化而变化时，对流量计计量结果的修正的理论模型。提出了流量计的固有误差与诱导泄漏量的概念．     

气温与陆地表面温度和光谱植被指关系的研究

Prihodko 和Goward (1997) 在假设气温与浓密植被冠层温度近似的基础上, 利用空间分辨率为1 km NOAA 影像13×13 像素窗口的植被指数和LST 的线性外推求得NDVI= 0. 86 时LST, 作为中间像素气温的估计值, 这种方法假设了两个前提, 即13×13 像元窗口的植被指数和LST 呈负线性相关; 高植被覆盖条件下的LST 与气温相等。
根据Parton 和Logan (1981) 提出的气温时间尺度转换模型将297 个气象观测站获得的最高和最低气温资料计算MODIS Terra 卫星过境时刻的气温, 利用MODIS 每天陆地表面温度(LST ) 产品、16 d 合成植被指数产品, 探讨气温、植被指数和LST 之间的关系, 对Prihodko & Gow ard 法的两个前提进行调研。结果表明: ①在晚上,LST 与植被指数之间相关性很小; 方差分析的结果表明晚上LST 与晚上气温差异不显著, 因此晚上的气温基本可以由LST 代替; ②在白天, 在地形平坦的平原地区, 植被覆盖度范围较大的情况下,LST 与植被指数呈负相关关系, 但是在地形复杂的青藏高原地区和植被覆盖度范围较小(如在沙漠地区) 的情况下, 植被指数与LST 的关系很不明确; ③在白天,LST 与气温的关系随着植被生长状况差异而不同, 在稀疏植被覆盖条件下,LST 大于气温;当植被指数> 0. 7 时, 获得的LST 与气温差异不显著, 这与前人研究成果一致。根据结果②和③, 我们认为Prihodok & Goward 模型应用于区域尺度上计算白天气温存在一定局限性, 特别是应用于我国地形复杂的青藏高原地区和植被稀少的西北荒漠地区。