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。     

带式输送机光纤测温监测系统的研究

为了解决输送机感温电缆测温精度低、报警方式单一、性价比低的问题,提出了一种基于分布式光纤测温原理的光纤测温监测系统。该系统通过拉曼散射光原理及DTS技术提升了对输送机运行监测的稳定性及定位精确性,同时通过分区域设置预警温度,能够实现输送机在不同区域的分布式温度监测和预警。根据实际应用表明,新的输送机光纤测温监测系统,监测精度可以控制在±1℃以内,定位精度在200 mm以内,实现了对整个输送机系统的无盲区、高精度监测。     

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。     

光纤传感测温技术及其应用

本文介绍了光纤传感测量技术的原理、特点和光纤测量仪的结构，给出了光纤测温应用的例子，并对光纤传感测温技术的应用前景进行了展望。     

最新公告专利

反射式光纤双折射测温探头申请号:93244153.X 公告号:CN2173395 Y 公告日:1994年8月3日申请人:廖延彪该实用新型属于温度测量及光纤传感技术领域。该装置包括传导光纤、双折晶体及与之相连的反射镜组成的测温部件,在传导光纤与测温部件之间连有一带有通孔的隔热层。该装置结构简单,测温性能稳定可靠,适用于100～800℃范围的测温。     

基于虚拟仪器技术的光纤测温系统设计

介绍了光纤单色辐射式测温原理，建立了测温系统数学模型，针对恶劣环境下的温度测量问题，利用石英光纤束和窄带滤光片，设计了基于虚拟仪器技术的实时测温系统，阐述了系统工作原理和实现方法，以及系统的硬件和软件结构，说明了在虚拟仪器开发平台上进行数据采集与数据分析的实现方法，采用单片机硬件系统和LabVIEW软件系统以保证测量精度和稳定性，并实现了数据的存储和远程显示。本系统具有操作方便、可靠性高、功能全和可扩展性强等优点。     

最新公告专利

反射式光纤双折射测温探头 申请号:93244153.X 公告号:CN2173395 Y 公告日:1994年8月3日 申请人:廖延彪 该实用新型属于温度测量及光纤传感技术领域。该装置包括传导光纤、双折晶体及与之相连的反射镜组成的测温部件,在传导光纤与测温部件之间连有一带有通孔的隔热层。该装置结构简单,测温性能稳定可靠,适用于100～800℃范围的测温。     

基于背向拉曼散射的分布式光纤温度传感器的研制

经优化设计确定系统关键参数,研制了分布式光纤温度传感器。该系统以微机为核心,以普通通信光纤和包层涂锌光纤相结合作传感光纤,在国内首次实现上限为260℃测温,空间分辨率15.6m,温度分辨率7℃,测量距离1.5km,测量时间160s。     

分布式光纤管道泄漏检测及预警技术研究

介绍了一种基于Mach-Zehnder光纤干涉仪原理的分布式光纤管道泄漏检预警技术,利用与管道同沟敷设的光缆中的3条单模光纤构成分布式光纤微振动传感器检测管道沿线的振动信号,可以有效地检测管道沿线所发生的泄漏和异常事件.阐述了检测系统的组成和工作原理,分析了检测系统定位结构和方法.采用小波软阈值消噪对现场检测信号进行处理,可以有效地消除噪声和提高检测灵敏度.理论分析和测试结果表明,该测试技术具有较高的测试灵敏度和定位精度.     

焦炉立火道光纤动态测温技术

焦炉炉温的动态监控对实时掌握焦饼成熟程度有着重要意义。结合焦炉温度测量的现状介绍了光纤双波长高温传感技术的原理及其消除外界因素对测温干扰的特点。由于焦炉是冶金工业中最复杂的窑炉,现场又处在腐蚀、雨水流入和火焰烧烤等恶劣工作环境,所以着重介绍了为适应该环境的特殊结构设计和工艺设计。光纤测温装置在焦炉55个立火道上测温的实际应用表明:光纤双波长测温技术准确,动态特性好,使用寿命可达1年。     

基于混沌信号的光时域反射仪

研制了基于混沌信号相关测距技术的光时域反射仪样机。介绍了该仪器的混沌光源设计,硬件系统结构设计和软件算法流程设计。以G.652.B单模光纤为被测对象,对该仪器检测光纤故障的技术指标进行了分析测试。测试结果表明,在102km内可实现与距离无关的50cm空间分辨率,比现有飞行时间测量技术提高了约两个数量级,可实现对光纤不同类型反射事件的识别,完全满足无源光网络中的故障检测。     

用于激光频率参数测量的飞秒光学频率梳

近年来随着光纤制造技术和飞秒激光技术的成熟,以掺铒(Er)光纤光学频率梳为代表的频率梳技术,逐步突破了光学 频率测量领域,在长度测量、精密光谱分析、超低相位噪声微波频率产生、精密时间频率传递、温度测量等领域发挥出越来越重 要的作用,已成为许多高端科研领域的基础性工具。 但飞秒光学频率梳所解决的重要问题是对激光频率进行测量。 本文主要 面向激光频率参数测量的需求,研制基于掺 Er 光纤飞秒激光器的光学频率梳,在实现光学频率梳稳定运转的前提下,通过非线 性光学频率变换技术,实现光谱范围从掺 Er 光纤光学频率梳的中心波长向各个待测激光波长的转换,并完成与多个不同波长 激光的拍频信号探测。 目前已验证的飞秒光梳可测频率范围为 500 ~ 2 000 nm;频率稳定度和准确度为 10 -16 量级;线宽为 Hz 量级。 该指标满足了激光频率特性参数测量的需求,为激光绝对频率、频率漂移、线宽等参数的测量提供了基础性的测量工具。     

高精度保偏光纤拍长测试

基于光相干域偏光测试技术,提出了一种高精度的保偏光纤拍长测试方法,实现了不同结构、不同尺寸保偏光纤的拍长测试。阐述了光相干域偏光测试技术原理并推导出测量方程;以迈克尔逊干涉仪为基础建立了测试系统并采用调制解调技术实现了信号的高精度检测。实验结果表明,系统的测量精度为0.01 mm。在此系统上进行了测试精度和重复性研究并对不同结构和尺寸的八种保偏光纤进行了实际测量,拍长测量精度和重复性均优于0.01 mm。     

基于共焦法的透镜厚度测量系统设计

研究通过分析共焦法检测透镜厚度的原理,并结合实际,给出了共焦光学系统的设计指标及要求,据此设计了一套共焦光学系统,结合光纤、耦合器、光谱仪等设备构成了基于共焦原理的透镜厚度测量系统。文中分析了本共焦光学系统的公差,分析结果表明,所给公差相对较宽松,整个光学系统设计合理,且在此公差下,本光学系统仍能清晰成像。本系统的测量范围至少为15 mm,可以有较广泛的应用。对于普通的K9玻璃,本检测系统的测量范围可达23.4 mm,测量精度为1μm。     

基于分布式光纤振动传感原理的电力电缆故障定位技术研究

研究一种基于分布式光纤振动传感原理和电缆局部放电原理的电力电缆故障定位技术.通过在电缆上施加高压脉冲,使得电缆上有故障的位置产生局部放电,从而产生振动信号.并将放电脉冲信号同步传输给分布式光纤振动监测系统.通过分布式光纤振动传感技术来探测电缆沿线放电产生的振动信号,并对振动信号进行定位.将该故障定位技术应用于电力电缆沿线上监测电缆故障的状态分布,并进行试验验证.实验结果表明,该系统可实现监测多回路30 km电缆线路的故障分布状况,并对故障点进行准确定位.     

Simultaneous measurement of strain and temperature using a hybrid local and distributed optical fiber sensing system

Structure multi-parameters measurement, such as strain, displacement, corrosion and temperature, is of the utmost importance for structural health monitoring. Meanwhile uncoupling method of temperature and strain has still a technical problem in structure sensing measurement. In this paper, we proposed a method for simultaneous measurement of strain and temperature using a hybrid local and distributed optical fiber sensing system. The principle of the method is investigated and then validated by the theoretical simulation experiments and tensile tests in laboratory. Furthermore, one experiment for internal force measurement of a smart stranded wire, under the interaction of temperature and strain, is also conducted in lab. The experimental results show that the strain and temperature can be well measured simultaneously by using one multi-signal optical fiber sensor.     

法布里-珀罗型光纤应变干涉仪

光纤传感技术是现代通信的产物,是随着光纤及通信技术的发展而逐步发展起来的一门崭新技术。光在传输过程中,光纤易受到外界环境的影响,如温度、压力等,从而导致传输光的强度、相位、频率、偏振态等光波量发生变化。通过监测这些量的变化可以获得相应的物理量。详细介绍了一种常用的干涉型光纤传感器——法布里-珀罗（F-P）光纤应变干涉仪。     

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。     

自动光纤对准系统的研制

为了解决光器件生产中的效率问题 ,研制了自动光纤对准系统。本系统应用了高精度、高速的运动平台 ,采用了高精度运动控制器 ,使用了GPIB通讯技术 ,快速的搜索方法 ,面向对象的编程技术 ,实现了光纤对准工序的自动化