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。     

光纤布拉格光栅横向应变特性的研究

根据耦合模理论，对光纤布拉格光栅(FBG)的横向应变特性进行了深入研究，并采用数值分析方法对光纤布拉格光栅在平面应变和应力情况下进行了模拟分析：对于平面应变情况，一个谐振峰向波长增大的方向移动，而另一个谐振峰向波长减小的方向轻微移动；对于平面应力情况，两个谐振峰都向波长增大的方向移动。设计了相应的实验进行验证，实验结果与理论分析相符；该实验结果表明光纤布拉格光栅的横向应变情况介于平面应力和平面应变之间，而且更接近平面应力情况。根据理论分析，横向应变与纵向应变对波长漂移的贡献不一样，从而使三维应变测量成为可能。     

光纤光栅带宽可控调谐装置的研制

当光纤光栅粘贴于非均匀衬底材料中时,其反射谱带宽变化复杂。理论分析了在线性应变场作用下光纤光栅反射谱带宽线性展宽的原理,并利用自行提出的开口环机构及相关机械装置、驱动电路和控制软件,研制出一种新颖的光纤光栅带宽可控调谐装置。该装置测量精度高,实际带宽值与预设值的误差为±0.04 nm,带宽精确可控,最大调谐带宽值达6 nm。另外,该装置重复性好,操作简便,可应用于光纤通信及光纤传感领域。     

φ-OTDR识别不同频率振动事件研究

在相位敏感光时域反射计(φ-OTDR)识别入侵事件中,时间域单点振动判断和空间域相邻点振动判断算法是以一段时间和相邻区域内的数据变化幅度为依据,来检测由入侵者产生的光强差异,定位入侵位置。本文在这种算法的基础上,重点研究了三个方面的内容：即研究自适应均值去阈值的方法、分析了该算法可以识别的振动事件的频率响应范围、设计算法对振动事件所包含的频率信息分类,并通过25组不同频率的振动实验验证算法和分析。实验证实研究出的阈值处理方法适应性非常好,频率响应范围与理论分析一致,且设计的频率分类算法能够实现对振动事件所包含的频率信息正确分类,为φ-OTDR的实际工程应用提供参考。     

基于改进小波阈值的分布式光纤温度传感数据处理

温度分辨力和空间分辨力是分布式光纤温度传感系统相互制约的两个关键指标,针对分布式光纤温度传感系统的噪声特点,提出一种改进的小波阈值选取方法,将其应用于含突变热点的温度分布数据小波去噪处理。去噪结果表明,改进的阈值选取方法在光纤尾端处能更加有效抑制温度曲线噪声,使光纤尾端的温度分辨力从1.47℃减小到0.56℃,SNR提高2.63倍,获得良好的去噪效果。     

光子晶体光纤光栅制备方法最新进展

详细阐述了国内外几种典型光子晶体光纤光栅的制备方法，如紫外曝光法、热激成栅法、机械压力法、双光子吸收法．并分析了各自的优缺点，还分析了光子晶体光纤布拉格光栅、长周期光栅的模式耦合特性。研究表明：光子晶体光纤光栅具有对外界折射率不敏感的特性，且在纯硅纤芯写制的光栅还具有对温度不敏感的特性。简要介绍了光子晶体光纤光栅在光通信及光传感领域中的应用，并对基于光子品体光纤光栅的新型光子器件进行了展望。     

干涉技术在光纤传感器设计中的应用

介绍了干涉型光纤传感器的基本原理，结合实例阐述了各种干涉型光纤传感器的设计方法与实现技术，讨论了光纤传感器所用光源的选择，举例说明了干涉仪在大规模、长距离传感系统中的应用方法，并展望了这类光纤传感器的发展前景。     

基于分布式光纤的实验室环境温度均匀性测量

分布式光纤作为一种新型温度探测器,可实现沿光纤分布线或点的实时温度测量。将光纤立体布局可获得实验室三维空间的温度分布,采用编码激光脉冲串及单一高灵敏雪崩光电探测器、低噪声放大电路、高速数据采集及信号处理模块等,进行了系统设计、制作、测试与分析,提高了测温灵敏度、定位精度与空间分辨率。应用与测试结果表明,分布式光纤测温系统可以实时、连续地测量实验室的环境温度,在掌握实验室环境温度均匀性方面具有独特的优势,具有实用与推广价值。     

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。     

分布式光纤测温系统及其在化工园区的应用

阐述了分布式光纤温度测量原理、系统构成、特点,以及在实际应用中的选型依据。详细介绍分布式光纤测温系统在万华工业园电缆桥架监测中的应用。实际应用表明:该系统测量稳定可靠、技术优势明显。