提高光纤电压传感器温度稳定性的方法

介绍了提高光纤电压传感器温度稳定性的一些方法,包括温控法、双光路温度补偿、双晶体温度补偿、硬件电路补偿和软件补偿方法,并对各种方法进行了评述。     

一种新型的电压温度双参量光纤传感器

提出了一种电压温度双参量光纤传感器.在理论上分析了从一个敏感晶体上分离出温度、电压两种信息的可能性:石英晶体作为敏感元件.通过合理安排传感头中各部件.传感器同时输出两路信号:一路是包含Pockels效应的电压信号;一路是石英晶体旋光效应的信号.由于旋光效应与温度有关.这路信号用来反映传感头光路上的温度信息.实验获得理论所预期的结果.从而只使用一个传感头就可以同时测量电压与温度.给出了实验装置.结果显示在90℃温度范围内电压的精度可达0.5%.温度的精度为±1℃.     

全光纤电流传感器温度补偿研究进展

对于全光纤电流传感器,如何进行温度补偿一直是国内外研究的难点和重点。进行合理的温度补偿也是将全光纤电流传感器推向实用的必要措施。先用实例和数据说明温度对全光纤电流传感器性能的影响,再在分析全光纤电流传感器结构和原理基础上,分别阐述了各因素受温度影响的机理并给出了最新的研究进展,最后从效果和实用化两方面分析了各种温度补偿方法的优劣,最终可以得出:单一控制某个因素对全光纤电流传感器性能的影响是不理想的,控制多个影响因子并在最终的输出端进行数据处理的方法能达到更理想的温度补偿效果,使全光纤电流传感器的输出更精确、更稳定。     

温度补偿型光纤光栅位移传感器

基于等腰三角形悬臂梁和双光纤光栅结构设计并制造了一种高分辨率、温度自补偿的光纤位移传感器。采用光谱分析法对测量结果进行解调,常温下的实验结果表明,传感器的量程为0-70mm,灵敏度为21.9pm/mm,线性拟合度高达0.999,重复性误差为4.72％FS,迟滞误差为2.70％FS。而且在0-60℃温度范围内的零漂为0.41pm/℃,温度性能良好。该传感器能很好的应用于水利水电工程、工业与民用建筑等结构上裂缝或接缝开合度的长期监测。     

基于参考光栅的光纤光栅应变传感器温度补偿

为解决光纤布拉格光栅（FBG）应变测量时的应变、温度交叉敏感问题，利用FBG便于构成传感网络的优点，将温度补偿参考FBG与应变测量FBG串联在一路光纤上，根据2只FBG布拉格波长相对漂移获得被测结构应变。双FBG波长相对漂移对温度的灵敏度仅为0．12pm／℃，较好地实现FBG应变测量的温度补偿。参考FBG法原理简单，可操作性强，为FBG应变传感器的实际工程应用奠定了基础。     

光纤光栅应变传感器温度补偿系统研究

提出了采用BP神经网络算法来实现FBG应变传感器的温度补偿系统,用以改善FBG应变传感器的温度交叉敏感现象。通过计算机程序和实验表明,此方法实现了FBG应变传感器对应变量和温度量的精确分离,较好地改善了温度对传感器造成的非线性干扰,使传感器对应变的测量误差达到10-3数量级。同时,有效地抑制了FBG应变传感器非线性特性的影响。     

具有温度补偿的光纤生物量浓度在线测量传感器

利用光能量的吸收和散射与生物量浓度之间的关系,建立了一种基于光纤回归反射能量衰减技术的生物量浓度在线测量方法。由于在生化反应过程中常伴随着生化产热以及环境温度的改变,从而给传感器测量带来误差。为了消除温度信号对测量结果带来的误差,通过在传感器单元中引入温度补偿臂,消除温度信号对待侧信号的影响。实验表明:该传感器实现了生物量浓度的在线测量;同时,通过引入温度补偿臂消除了温度变化对生物量浓度测量的影响,从而真正实现了生物量浓度的准确在线测量。     

优化的RBF神经网络对光纤位移传感器温度补偿

在对光纤位移传感器进行温度标定的过程中,随着工作环境的变化,位移传感器的测量值会产生误差,从而使位移传感器在使用时随着环境温度的变化发生精度下降的情况。为减少这种漂移偏差,该文使用径向基(RBF)神经网络对位移传感器进行温度补偿,并采用自适应的设计思想寻找RBF函数中心。将位移量和环境温度作为输入,其输出为传感器输出电压,使用自适应的设计思想来确定基函数的中心,建立一个基于RBF神经网络的模型。结果表明,该模型的训练结果可以使光纤位移传感器进行测量的相对误差降低9.23%,在测量精度上有很大的改进,证明了该方法的可行性。     

光纤光栅高温传感器的研究

提出了一种能够测量高温的光纤布拉格光栅（FBG）传感器结构。利用线膨胀系数和长度均不同的两种金属细杆和光纤布拉格光栅设计而成的传感头，能够将被测温度转化为光栅的应变，解调由应变引起的光栅波长漂移，即可得知待测的温度。目前在实验室实现了500℃的动态范围和1℃的温度分辨率，实验结果与理论分析一致。     

基于多模型集成算法的光纤陀螺温度补偿及实现

为降低光纤陀螺因温度效应产生的零偏漂移,以基于最小二乘法的多项式补偿模型和经遗传算法优化后的BP神经网络模型(GA-BP)为基学习器,通过集成学习算法建立了光纤陀螺的温度补偿模型,并对补偿后的光纤陀螺进行在线温度补偿实验。实验结果表明,该模型在-40～+60℃温变环境下将光纤陀螺的全过程零偏漂移降低了85%以上,且补偿后的启动段零偏输出均值更接近零位。     

一种新型金属封装的光纤法珀温度传感器

设计制作了一种金属封装的光纤法珀温度传感器,该传感器采用不锈钢毛细金属管代替传统的空心光纤对光纤法珀腔进行封装,毛细金属管在作为法珀腔腔体的同时也是温度敏感元件。采用该结构简化了光纤法珀温度传感器的封装工艺,理论分析和实验的结果表明,该金属封装结构使得传感器的灵敏度易于控制,对于腔长为10mm的温度传感器其精度达到±0.5℃。     

一种新型金属封装的光纤法珀温度传感器

设计制作了一种金属封装的光纤法珀温度传感器，该传感器采用不锈钢毛细金属管代替传统的空心光纤对光纤法珀腔进行封装，毛细金属管在作为法珀腔腔体的同时也是温度敏感元件。采用该结构简化了光纤法珀温度传感器的封装工艺，理论分析和实验的结果表明，该金属封装结构使得传感器的灵敏度易于控制，对于腔长为10mm的温度传感器其精度达到±0.5℃。     

用于测量空间温度场的分布式光纤传感器的系统设计

文中首先介绍了喇曼散射，并对分布式光纤温度传感器进行了理论分析，最后着重介绍我们研制的一种能够实际使用的喇曼散射分布式光纤温度传感器系统的设计和应用。     

基于BAS-BP-Bagging模型的光纤陀螺温度补偿

为提高光纤陀螺的输出精度,以天牛须搜索算法(BAS)优化后的BP神经网络模型为基学习器,采用Bagging并行集成学习算法建立了BAS-BP-Bagging温度补偿模型,并对某型号光纤陀螺进行了温度补偿实验。实验结果表明,在-40～+60℃温度变化环境下,该方法补偿后的光纤陀螺温度漂移相较于补偿前减小了近80%,相较于多项式补偿算法减小了55%,相较于BP神经网络补偿算法减小了30%左右。同时该模型在对新鲜样本的补偿过程中表现出了较为优越的泛化性能。     

分布式光纤测温系统在石油测井中的应用

重点论述了观察井测温在油田开采中的重要性和所面临的问题,介绍了分布式光纤温度传感(DTS)技术原理以及在油田温度监测中的应用.最后展望了光纤分布式测温传感器在油田测试中的应用前景.     

偏振调制的光纤温度传感器补偿结构的进一步分析

对原提出的偏振调制的光纤温度传感器补偿结构作了改进。进一步分析了这一结构的补偿效果,并设计了相应的实验进行验证。证明了这一补偿结构可以提高测量的精度和长期稳定性     

宽量程反射式光纤位移传感器的研究

分析了反射式光纤位移传感器的输出特性,设计了一种新的宽量程反射式光纤位移传感器。以传感器的输出及其相对应的实际位移训练神经网络,建立基于神经网络的传感器逆模型,将其用于传感器输出信号的处理,扩大了测量范围和提高了测量精度。     

光纤高温传感器表面镀膜技术研究

温度在科研和生产中是一个十分重要的物理量,当前许多研究对象需要测量的是幅值高、变化快的瞬态高温.在高温测试中,光纤高温传感器具有独特的优势,在制作光纤高温传感器过程中镀膜技术是一个关键的环节.根据高温测试需要,选取了合适的镀膜材料,对氧化锌（ZnO）和氧化镁铝（MgAl2O4）的物理化学性质进行了介绍,同时根据材料特性选择了适合的镀膜方法,分别适用于黑体腔温度传感器的头部镀层和光纤光栅传感器表面镀膜,取得了良好的效果,达到了预期的目标.