喇曼传感技术在电缆绝缘监测中的应用

分析了几种现有检测电缆绝缘性能的方法及其局限性,介绍了喇曼分布式光纤温度传感原理,设计了基于喇曼分布式光纤温度传感技术的电缆绝缘监测系统,探讨了基于电力通信网和光开关的电缆绝缘监测网的组网方案.     

VBOTDA系统相位解调算法设计与实验验证

深入研究了VBOTDA(矢量布里渊光时域分析)系统的原理,该系统在传统BOTDA(布里渊光时域分析)系统的基础上采用外差方案,可提高系统信噪比并获得布里渊相移信息。文章提出了一种将叠加平均去噪算法与FFT(快速傅里叶变换)分析法相结合的相位解调方法——频谱算法,进行了理论分析并搭建实验平台验证了该算法的可行性和有效性。结果表明,该算法对不同信噪比下的信号均有较好的解调效果;对幅值为0.3V且噪声标准偏差为0.5V的信号,采用1 000次叠加平均的频谱算法,相位相对测量误差可降至0.71%。     

多模光纤布里渊散射角及频移的分析与计算

为了确定多模光纤布里渊频移的取值范围,进而评价多模光纤布里渊分布式传感系统的性能,从多模光纤的结构出发,根据射线光学理论分析了多模光纤中的布里渊散射过程,提出了确定布里渊散射角取值范围的方法,得到了阶跃型和渐变型多模光纤布里渊散射角的取值范围为两倍的全反射临界角到π,进而得到布里渊频移的变化范围为10.978~11.083 GHz,该结论为多模光纤布里渊分布式传感系统的设计和优化提供了理论依据。     

基于IEC 60287和有限元法的高压海底电缆温度场分析方法

高压交联聚乙烯(XLPE)海底电缆结构复杂、敷设环境特殊,分析导体温度时需要考虑较多因素。笔者详细介绍了海缆分层及参数计算注意事项,参照IEC 60287标准进行计算,建立了海缆的精确热路模型,获得了海缆导体温度及各层温度的矩阵方程。采用有限元方法仿真了不同环境温度及负荷下的海缆温度场,环境温度在14~24℃之间、电流在100~500 A之间变化时,热路模型与有限元仿真获得的导体温度偏差小于0.3℃。仿真结果表明,热路模型得到的导体温度及各层温度关系的计算精度满足要求,且与外界环境温度无关,为精确计算海缆导体温度提供参考。     

格雷互补序列在BOTDR中的应用研究及性能分析

在基于布里渊散射的光时域反射计中,信噪比和空间分辨率是一对一直未能解决的相互制约的因素,而扩频技术是一种常用的提高信噪比的方法。格雷(Golay)互补序列具有好的时域构成特性和频域互补特性,经过适当的信号变换后可以作为一种扩频技术用作光纤传感系统的探测信号。详细讨论了如何在光系统中使用单极性脉冲达到双极性脉冲的效果,并在此基础上设计了一个使用Golay互补序列作为探测脉冲的外差检测式光纤传感系统,在10 km传感距离1 m空间分辨率的基础上,获得了0.41 K的温度分辨率和7.4με的应变分辨率,并定性给出了系统的仿真结果。分析表明使用Golay互补序列作为光纤传感系统的探测脉冲既可以提高系统的信噪比、温度和应变分辨率等性能又不降低系统的空间分辨率。     

测量海水温度分布的光纤光栅传感系统研究

介绍了基于光纤光栅的传感原理,完成了对光纤光栅温度传感器的实验室标定,得到了每个传感器专门的参数.通过对传感器进行铠装封装,排除了海水压力等因素的影响;设计了200m的光纤光栅传感器阵列,并将其应用到海洋环境探测中.试验对中国南海海域200m深的海水剖面温度进行了测试.提出了对测量数据应用Levenberg-Marqu...     

最佳端焦耦合法测量交叉光波导损耗特性

本文利用最佳端焦耦合法对交叉光波导的损耗特性进行了测量和研究，绘制了波导损耗随交叉次数和交叉角的变化曲线。测量结果与预期特性相吻合。     

"光纤通信原理"课程教学方法改革探究

分析了"光纤通信原理"课程现有的教学内容、教学方法,手段及考试模式状况,针对存在的问题,进行了教学改革的实践.在课堂教学内容改革中,加强多媒体课件的制作;使用光传输系统仿真软件仿真,演示非线性光学效应对传输信号的影响;加强光纤通信新技术教学内容的更新.构建了"基础型、综合设计型、创新型"的三级式分层次实践教学体系.提出以平时成绩、实验成绩、论文成绩以及期末闭卷考试成绩四部分成绩构成总成绩的课程具体考试方法的改革模式.提高了学生的创新能力、分析和解决问题的能力,教学效果良好.     

布里渊温度和压力传感器增敏设计

设计了一种基于分布式传感技术的薄壁圆筒型液体温度和压力传感器.选取具有耐腐蚀、弹性性能好以及热膨胀系数大的不锈钢316L和铍青铜C17200分别对传感器进行封装.利用有限元仿真软件ANSYS Workbench对封装的传感器压力和温度特性进行仿真分析,得到器件的径向应变量,分析其布里渊频移随压力和温度的变化关系.仿真实验表明,使用铍青铜C17200封装的传感器压力灵敏度和温度灵敏度更高,在0～12 MPa、-5～40℃范围内压力灵敏度达11.1 MHz/MPa,温度灵敏度达2.56 MHz/℃,相较于普通单模光纤分别提升7.4倍和1.7倍.