分布式光纤温度传感器系统的研究

本文概述了基于光纤中拉曼后向散射的分布式光纤温度传感器原理,及立足于国内技术的分布式拉曼光纤温度传感器系统。     

分布式光纤温度传感器系统分析

分布式光纤温度传感器是近年来发展迅速的新型传感器。本文综述了此传感器的发展状况;对几种新型分布式光纤温度传感器原理及实施方案进行了较详细的分析比较;论述了它的测温原理以及基本测量技术——OTDR技术;讨论了光纤的散射及衰减特性。     

分布式光纤温度传感渗漏监测技术研究进展？

介绍了分布式光纤温度传感器技术在渗漏监测应用方面的优点,概述了分布式光纤温度传感渗漏监测技术的工作原理,对比了梯度法和加热法的优劣性,综述了国内外在室内模型模拟试验和理论推导方面的研究现状,最后总结得出该领域今后的发展趋势应该是在深化室内分布式光纤温度传感器定量监测试验研究的基础上,结合施工控制因素开展分布式光纤温度传感渗漏监测技术在实际工程中的应用研究。     

双波长光纤温度传感器研究

有一类光纤温度传感器用半导体材料作为敏感元件。本文报告了一种双波长光纤温度传感器，着重从半导体能带理论出发，分析了这种光纤温度传感器基本参数的设定，以及这种传感器的设计原则，得出了几个重要结论，给出了一些实验结果。     

后向拉曼散射材料色散的位置匹配法误差校正

分布式光纤拉曼温度传感器中存在的色散效应造成升温峰中心位置的测温结果偏高,特别在温度突变的情况下影响尤为严重。针对此问题,详细分析了分布式光纤拉曼温度传感器的色散效应引起的光纤中各点反斯托克斯光和斯托克斯光传输速度差异,提出了基于两路背向散射光功率数据位置误差的分段配对方法,将反斯托克斯光功率与比它早散射回的斯托克斯光功率适当配对,再代入温度解调公式进行解调,从而减小了温度测量误差。最后,利用3 km分布式光纤拉曼测温系统进行了验证,实验结果表明,经过配对修正后,升温峰中心位置的温度测量误差减小了0.3~0.8℃。     

分布式光纤温度传感器的研究现状及趋势

阐述了分布式光纤温度传感技术的研究进展,主要介绍了基于后向瑞利散射、后向拉曼散射和后向布里渊散射的分布式光纤温度传感技术,并在此基础上分析了分布式光纤温度传感器的发展趋势.     

分布式光纤载流量/温度安全监测系统的研究

针对电力电缆安全监测的应用需求,提出了一种以拉曼分布式光纤温度传感技术为核心的分布式光纤载流量/温度安全监测系统设计方法。该系统利用拉曼分布式光纤温度传感器对电网中的电力电缆线路的温度、载流量等运行状况进行全方位实时智能监测。试验结果表明,该系统可实现20km的电缆导体温度和载流量运行状态监测预警,计算导体温度与实测导体温度最大偏差不超过1℃,定位精度0.5m,采用有限元算法得到的电缆温度和电缆载流量的对应关系与实际情况基本吻合。     

提高单波长反射式光纤温度传感器精度的高效技术

0 引言基于砷化镓等的吸收特性所设计的单波长反射式光纤温度传感器,由于系统结构简单,受到各方面的重视。然而,单波长反射式光纤温度传感器是没有光路自校准能力的强度型光纤传感器,精度较低。为了提高精度,本文通过研究提出了一种有效地提高反射式光纤温度传感器精度的技术方案。     

准分布式光纤传感输电线路安全监测技术

针对电力行业安全监测技术中常用的电学传感器易受干扰的问题,设计了一种基于抗弯拉光纤布拉格光栅(FBG)温度传感器和波分复用(WDM)技术的准分布式输电线路安全监测系统.采用不受力的两端点粘封装方式对传感器进行封装,解决了温度与应变交叉敏感的问题.采用光纤布拉格光栅串并联加波分复用的方式,实现单系统320个测点的同时监测.试验结果表明,所研制的光纤布拉格光栅温度传感器灵敏度为11.2 pm/℃,可用于输电线路温度的长距离实时在线监测,满足电力系统安全运行监测的需求.     

准分布式光纤传感输电线路安全监测技术

针对电力行业安全监测技术中常用的电学传感器易受干扰的问题,设计了一种基于抗弯拉光纤布拉格光栅(FBG)温度传感器和波分复用(WDM)技术的准分布式输电线路安全监测系统.采用不受力的两端点粘封装方式对传感器进行封装,解决了温度与应变交叉敏感的问题.采用光纤布拉格光栅串并联加波分复用的方式,实现单系统320个测点的同时监测.试验结果表明,所研制的光纤布拉格光栅温度传感器灵敏度为11.2 pm/℃,可用于输电线路温度的长距离实时在线监测,满足电力系统安全运行监测的需求.     

30km分布光纤温度传感器的空间分辨率研究

分布光纤温度传感器是一种比较新型的传感器系统，它可以实时测量空间温度场的分布。空间分辨率是分布光纤温度传感器的一个重要参数。在30km分布光纤温度传感器系统的研制过程中，对系统的空间分辨率进行了优化设计。入射激光脉冲的宽度决定了系统空间分辨率的上限。光电接收系统和电系统的带宽也会影响系统的空间分辨率。电系统的带宽必须和激光脉冲的宽度相匹配。系统的空间分辨率既可以直接测量，也可以通过测量光纤末端菲涅尔反射的半宽度来间接测量。经过优化设计，在30km的系统中，空间分辨率达到了3m。     

分布式光纤测温技术综述

光纤传感器以其独特的优点得到了人们的普遍关注,尤其分布式光纤传感技术在土木工程等大范围测量领域成为研究热点。通过对目前分布式光纤测温技术的系统论述,提出了分布式光纤测温技术的两个研究方向:基于光纤后向散射的光时域及频域反射技术的分布式光纤测温和基于光复用技术的光纤光栅分布式测温。通过对分布式光纤测温技术两个方向的工作原理、特点及性能的理论分析及仿真实验,综合论述和分析了分布式光纤测温技术两个方向的优点和缺陷,以及在具体工程中的实际应用。     

基于IEEE1451的网络化电缆温度实时监测装置

描述了在电力系统中采用光纤温度传感器进行测温的方法,并在此基础上介绍了一种基于IEEE1451的网络化传感器的基本特点,实现了通用网络接口设计方案.这种用于电力系统特殊条件下测温的网络化分布式电缆温度实时检测系统集光纤技术、现代传感器技术、网络技术和计算机测控技术于一体,实现现场测试数据实时在线监测.最后介绍了在某市电网桃苑变至船山变110 kV高压电缆温度监测工作地实际应用情况.试验结果说明该技术温度误差小、定位精度高、响应时间短、运行可靠且能实现距离大范围测温,可有效应用于电缆的温度在线监测,为电缆载流量的确定提供有效的参考数据,具有良好的应用前景.     

Design of an Ultra-low Power Wireless Temperature Sensor Based on Backscattering Mechanism

In this paper, we propose a passive wireless temperature sensor for long-term and long-range application. A novel architecture of the wireless temperature sensor is proposed based on backscattering mechanism of RFID technology for ultra-low power application. The temperature sensor adopts phase-locked loop-based architecture and can achieve the temperature-digital conversion in frequency domain without any external clock signal. The rectifier employs a gate-boosting scheme to improve the power conversion efficiency. The measurement results show that the proposed wireless temperature sensor obtains a high linearity with a resolution of 0.3 °C/LSB. The measured minimum power dissipation is 2.7 µW, resulting in a maximum operating distance of 34 m under 4 W radiation power.     

高空间分辨率分布式光纤测温系统的设计及应用

分布式光纤测温系统是一种新型的线型感温探测器,以光纤作为传感器,可实现沿光纤分布的温度实时测量。理论分析了分布式光纤测温系统的原理以及影响空间分辨率指标的因素,并给出了0.5m高空间分辨率分布式光纤测温系统的设计以及测试情况。将高空间分辨率分布式光纤测温系统应用于电缆温度测量,测量结果表明0.5m空间分辨率下对小区域电缆过热点的探测更为显著,可及时发现潜在的火灾隐患。     

分布式光纤测温系统

在分析和研究喇曼分布式光纤测温系统原理的基础上，完成了喇曼分布式光纤测温系统的结构设计，并在此基础上成功地开发出了实验系统，从而顺利地完成了温度传感实验任务。     

埋地热力管道泄漏土体温度场光纤监测

分布式光纤温度传感器在热力管道泄漏监测中具有较好的应用前景,但受空间分辨率的限制,分布式光纤传感器对泄漏特别是小漏引起的局部温度变化的测量精度较低,使得测量温度场与实际温度场有较大差异。提出了一种建立两种温度场之间对应关系的方法。通过设计实验来模拟实际泄漏情况,采用拉曼光时域反射仪(ROTDR)、热敏电阻(TSR)测量泄漏土体温度场,对两种测量结果提取特征值,采用人工神经网络建立两种温度场之间的映射关系。结果表明,特征值提取方法合理,人工神经网络模型可以建立ROTDR光纤测量温度场与实际温度场之间的定量关系,从数据处理角度提高了分布式光纤传感器的测试精度,并为小漏预警研究提供参考。     

用于真空环境的光纤光栅温度传感器设计

光纤光栅传感器在航空航天领域有着广阔的应用前景,为了实现在航空航天真空环境下对卫星结构进行温度测量,对光纤光栅进行了特殊封装结构设计,在准确采集温度数据的同时,排除了结构应变对测量结果的影响,并对设计进行了有限元仿真分析。在-60-60℃的温度环境下,这种新型封装光纤光栅温度传感器的测试线性度为0.998,温度灵敏度为14.87pm/℃。为了验证其解耦特性,在MTS拉伸试验机上进行了测试,试验结果表明:结构形变带来的应变对该温度传感器没有影响,与理论分析相符。将其运用到实际真空环境进行对比验证,实验精度达0.15+0.002|t|℃。