光纤传感技术在航空发动机温度测试中的应用

温度测试对于航空发动机设计与研制具有极其重要的意义。航空发动机的测温环境具有高温、高压、高速气流冲击、高转速、安装空间狭小等特点,还要求测温系统具有大量程、高精度和高稳定性的工作性能,可供选择的测温方法非常有限。光纤温度传感器具有体积小、抗电磁干扰、极端环境下的安全可靠和使用灵活等优点,并具有串联复用的准分布式传感能力,在航空发动机温度测试中有很好的应用前景。本文对比总结了基于光纤布拉格光栅、光纤法布里-珀罗、光纤超声和光纤辐射等几类典型的光纤温度传感器的传感原理、制造工艺和技术特点,分析了航空发动机研制中不同对象和场景的温度测试需求,对光纤温度传感技术在航发测温领域中的应用研究现状进行了分类整理和发展水平综述,对其在未来实际应用中存在的不足进行了分析,最后对其在未来研究及应用的发展方向进行了展望,为后续航发测温领域研究及应用提供参考。     

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。     

分布式光纤测温系统分辨率影响因素研究

应用分布式光纤测温系统对船舶电力系统进行在线监测时,由于船舶电缆的特殊运行环境,对测温系统的空间分辨 率和温度分辨率提出了更高的要求,而在基于拉曼散射双路解调的分布式光纤测温系统中,系统的空间分辨率、温度分辨 率、时间分辨率和测温距离相互制约。 为设计满足船舶电力系统在线监测需求的测温系统,分析了系统空间分辨率的影响 因素,并在此基础上建立了基于光时域反射技术的分布式光纤测温系统的等效模型,分析了不同影响因素之间的主次关系; 基于拉曼散射光强度公式推导出了准确性更高的系统温度分辨率影响模型;在此基础上得到了空间分辨率、温度分辨率、时 间分辨率和测温距离之间的相互影响公式,为分布式光纤测温系统的性能指标设计提供了参考,在测温距离较短时,通过进 一步增大累加次数和减小泵浦光脉宽,可在保证空间分辨率和时间分辨率的条件下提高空间分辨率。 搭建实验平台对所提 出的方法进行验证,通过调节累加次数和脉冲宽度在 500 m 的测温距离达到了温度分辨率 0. 65℃ 、空间分辨率 1 m、时间分 辨率 1 s 的分辨率指标。     

超声激励-光纤光栅检测技术的研究与发展

超声激励-光纤光栅检测技术兼具光纤光栅的抗电磁干扰、分布式传感及超声波的方向性好、穿透能力强等多项优点,国外已有很多高校和研究机构对此展开研究,而国内还未见相关报道。总结了超声激励-光纤光栅检测技术的三个关键问题——超声激励下光纤光栅的高速解调技术、光纤光栅的应变传递特性和敏感特性的研究进展及该技术的应用概况,分析了存在的问题及发展方向。     

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。     

应用于定位的光纤振动传感技术的发展现状

利用光纤作为传感器提取沿途振动信号,通过对检测信号的处理和分析,可有效地检测和定位发生的故障或入侵行为等。分布式光纤振动传感器利用光波在光纤中传输时相位、偏振等对振动的敏感特性,连续实时地监测光纤附近的振动,并能够定位预防事故,有较好的应用前景。根据传感原理,分布式光纤振动传感技术可分为基于干涉原理和基于后向散射探测技术两类。该文主要从以上两个方面综述分布式振动传感器的主要技术和发展动态。     

布里渊散射分布式光纤传感器研究现状与展望

布里渊散射分布式光纤传感器在结构健康监测领域具有广阔的应用前景。阐述了布里渊散射分布式光纤传感器的原理,分析了基于布里渊光时域反射、布里渊光时域分析和布里渊光频域分析的分布式光纤传感技术的研究现状,提出了布里渊散射分布式光纤传感器的研究热点及存在的问题,并对其发展趋势进行了展望。     

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。     

基于分布式光纤测温技术的LNG泄漏监测系统

介绍了光纤拉曼散射效应测温和光时域反射定位的技术原理,针对传统点式测温传感器在实际应用中存在的漏检和定位不精确等问题,提出了基于分布式光纤测温技术的LNG泄漏监测系统,该系统采用双通道校正测量模式,提高了温度测量和泄漏定位的准确度,从硬件组成和软件功能两方面对该系统进行了详细的阐述。     

分布式光纤在全容式低温储罐泄漏检测中的应用

为了提高低温储罐的安全性,降低传统检测方式的成本,采用新技术新方法是一项重要措施。分布式光纤测温系统在效率、精度、成本、安装等方面优点突出,已经在众多行业和场合得到了广泛应用。本文概述了分布式光纤测温系统的基本原理与构成以及在全容式低温储罐上应用的可行性,并对其安装与敷设方式进行了探讨。     

基于PPP-BOTDA分布式光纤传感技术的管道健康监测应用研究

基于布里渊光时域分析(BOTDA)的分布式光纤传感技术已经逐渐广泛应用在各种民用、公用设备的应变与温度监测中.尤其是近年来兴起的一种新型传感技术:脉冲预泵浦布里渊光时域分析(PPP-BOTDA),通过引入预泵浦脉冲,获得了厘米级的空间分辨力.介绍了PPP-BOTDA技术的工作原理,阐述并探索研究了该新兴技术具有的优势与...     

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。     

光纤光栅压力传感器的研究进展与趋势

由于在灵敏度、绝缘性、抗腐蚀和分布式测量等方面具有优势,光纤光栅压力传感器在能源化工、航空航天和土木工程等领域中逐渐地受到人们关注,并成为研究热点。通过综述近年来迅速发展的光纤光栅压力传感器的研究进展,介绍了利用光纤布拉格光栅(FBG)轴向应变构建压力传感器的工作原理、结构和特点,并按照光纤光栅安装方式对此类压力传感器进行了分类,同时概述了光纤光栅横向压力传感的实验研究,并对光纤光栅压力传感器的发展趋势进行了述评。     

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.     

Zigzag pattern of Brillouin OF sensor for spatial resolution enhancement

Brillouin optical fiber (OF) sensing technology shows superior potential for structural health monitoring with the advantages of distributed strain and temperature measurement, immunity of electromagnetic interference and so on. However most of current commercial Brillouin OF sensing systems have encountered spatial resolution bottleneck, which cannot deal with local high-precision measurement. A zigzag pattern of Brillouin OF sensor is developed explicitly for spatial resolution enhancement in this paper, and a relative zigzag optical fiber sensor is produced and packaged by fiber reinforced polymer (FRP). Their characteristics are studied by using the strain measurement of one small-size uniform strength beam. From the experiments, the zigzag pattern exhibits excellent performance for strain measurement with high-precision and enhances the spatial resolution to a certain degree without changing the Brillouin sensing instrument’s performance itself.     

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。