分布光纤Raman光子传感器系统的优化设计

本文从新的解调方法、ＬＤ激光波长选择、光纤取样环修正方法出发,分析讨论了系统的优化设计。取得的主要实验结果如下：测温范围０￣１２０℃;测温不确定度±２℃;温度分辨率０．１℃;光纤绕组探头的空间分辨率〈５ｃｍ,在２ｋｍ光纤上可采样１０００个点。     

蓝宝石单晶光纤高温仪的研制

报道了双波长蓝宝石单晶光纤高温仪的研制工作．对蓝宝石单晶光纤高温传感头的热辐射特性进行了理论分析和实验研究，并在此基础上研制了双波长蓝宝石单晶光纤高温仪，仪器的测温范围为８００～１７００℃，测温精度可望达到０．２％（１０００℃时），分辨率为１℃，可应用于科研和工业生产中某些特殊环境下的温度测量．     

基于分布式光纤传感的合成气管道温度在线监测研究北大核心CSCD

针对现有煤气化工艺中合成气管道温度监测问题,研究基于拉曼散射的分布式光纤测温系统,研制了带不锈钢套管的耐高温传感光纤,模拟合成气管道周围温度分布,在合成气管道现场铺设434.6 m的分布式耐高温光纤进行实验研究。实验结果表明:基于拉曼散射的分布式光纤测温系统测温范围为0~350℃,测温误差为±2℃,空间分辨率0.5 m,系统能够完成对煤气化合成气管道温度的在线监测,同时可以对温度异常点进行空间定位。     

光纤后向拉曼散射的温度特性及其应用

利用波长为９０５ｎｍ，ＧａＡＳ大功率半导体脉冲激光器为泵浦光源，采用光时域反射ＯＴＤＲ（ＯｐｔｉｃａｌＴｉｍｅ－ＤｏｍａｉｎＲｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｒｙ）技术，以及高速采样平均技术对芯径为５０／１２５μｍ，１ｋｍ长的ＧＩ多模光纤的后向散射光光谱进行了分析与测量．着重研究了光谱成份中，强度仅为入射光强的１０－８～１０－９极其微弱的反斯托克斯散射光的温度特性及其应用—分布光纤温度传感系统．     

煤矿井壁冻结温度场监测系统

根据分布式光纤温度监测系统的工作原理,分析其应用于冻结壁温度场监测的可行性,对冻结壁温度场监测系统的组成、监测数据的处理和光缆布设方案进行研究,设计的分布式光纤煤矿井壁冻结温度场监测系统实现了0.5m的连续测温空间分辨率,温度分辨率为0.1℃,并应用于冻结壁温度场的温度监测.与传统的单总线温度传感测温系统的测温数据对比,其具有测量温度值准确、数据量大、系统稳定性高和布设更加方便等优点.     

分布式光纤温度监测与报警系统的研究

分布式光纤温度传感器系统实质上是分布光纤喇曼光子传感系统（DOFTSS），它是近年来发展起来的一种用于实时测量空间温度场的光纤传感系统，具有自标定，自校准和自检测功能。对光纤测温系统的基本结构和基本原理进行了说明，介绍了分布光纤喇曼光子传感系统基准值，定标和直线拟合算法的实现，通过RS332和光纤测温系统串行通讯实现了系统状态的设置和显示，并组成了火灾预测和报警系统，对硬件结构的实现和软件流程进行了说明。     

光纤光栅传感器阵列在空间温度场测量中的应用

提出了一种基于光纤光栅(FBG)的温度传感测量系统,其可应用于空间温度场的分析与研究。该系统主要由FBG阵列、光纤解调仪和上位机组成,可以在复杂的环境下进行实时多点测温,实现对环境中的温度场进行监控与温度记录。经实验验证,该测量系统准确的实现了对空间中各点温度的实时测量。该系统具有空间分辨率高,响应速度快,抗电磁辐射等特点,为空间温度场研究及特殊工况下的温度场监测提供了有力手段。     

基于保偏光纤模式干涉的温度传感技术

基于Sagnac光纤干涉仪偏振非互易的光纤温度传感器的理论、方案和相关技术,利用光强度直接测量的信号检测技术,实现了单点温度传感并进行了实验验证.实验和测试表明:这种温度传感器达到了0.01℃的温度分辨率和稳定性,通过改变温度传感头的长度和传感保偏光纤的双折射率,可方便地调节其测量范围.同时又提出了一种新的反射型保偏光纤温度传感方案并研制出微小型保偏光纤温度传感头.在此基础上,实现了多点温度测量,研制出大型变压器绕组温度监控用多点温度传感系统,在0～200 ℃的温度范围内达到了0.5℃的测量精度和分辨率,研制的传感头满足高电压绝缘和热油、热蒸汽的恶劣环境要求.     

光纤传感测温方法与红外测温的比较

光纤传感是一门新兴学科,利用光纤传感方法进行测温,是现代测温方法发展的必然结果,也是红外测温方法的进一步发展。本文将光纤传感测温与红外测温中采用的探测器,信号处理等进行比较,指出两者的同异。特别指出光纤传感器应用于温度测量的优点,最后介绍了我们研制的瞬态温度测量、连续温度测量、分布温度测量以及点温测量等多种光纤温度传感器,它们既扩大了红外技术的应用领域,也把测温技术提高到一个新的层次。     

小芯径多模光纤拉曼分布式温度传感器

设计并制作了一种用于拉曼分布式温度传感的具有大有效模场面积和低模式色散的渐变折射率的小芯径多模光纤,同时达到了高空间分辨率和高温度分辨率。在现有的拉曼分布式温度传感系统基础上,测量了使用不同传感光纤和注入条件下的温度和空间分辨率。在满注入工作模式下,基于小芯径多模光纤的拉曼分布式温度传感器在25 km处达到了1℃的温度分辨率,空间分辨率的劣化仅为0.13 m,作为对比,使用多模光纤的拉曼分布式温度传感器的空间分辨率劣化了1.58 m。在单模注入条件下,基于小芯径多模光纤的拉曼分布式温度传感器在25 km处达到了4.7℃的温度分辨率,相对使用单模光纤有2.2℃的提升,同时空间分辨率没有劣化。     

实时测温系统波长带宽的优化设计

本文在着重讨论系统的测温不确定度及温度分辨力的基础上 ,对其工作波长的带宽进行了优化设计。实验表明 ,采用优化设计的波长带宽之后 ,在测温范围 40 0～ 12 0 0℃内 ,测温不确定度及系统的温度分辨力均符合设计要求。证明了系统波长带宽设计的正确性     

提高霍尔传感器测量精度的方法研究

为了解决霍尔传感器精确测量问题,必须克服温度漂移和零位误差,而这些误差是半导体材料自身特性决定的。针对霍尔传感器固有特性,对误差产生的原因、机理及影响进行了系统分类和逐一分析,表明这些误差是其自身所不能克服的,只有对其影响实施有效遏制才能保证测试的精度。通过对各类误差特点的全面剖析,依据各自的成因和影响,制定了相应的应对措施,针对不同类型的误差类型,提出了具体的电路补偿方案。各种补偿手段简单实用,易于实施,有效控制了温度漂移和零位误差对测试结果的影响,保证了霍尔传感器在较高测试精度要求下仍然能够正常工作,提高了霍尔传感器的环境适应能力。     

由DS1820构成的单线多点温度测量系统

介绍新型的单线数字温度计ＤＳ１８２０的特点及其工作原理，给出了它用ＤＳ１８２０构成的单线多点温度测量系统的硬件和软件。在－５５－＋１２５℃测温范围内，与其它各种通用的现场总线分布式测量系统比较，该系统具有很大优势。     

高山无人值守机房温控系统改造方案

主要阐述一套高山无人值守广播电视发射机房温控系统的改造方案。方案根据海拔高度与温度变化的关系及高山上昼夜温差大、阴晴天气温度变化大等特点,采用3个温控器分别检测机房内外温度的变化,通过设置合适的上下限温度阈值和温度回差,精准控制空调、排风系统和电热器的开或停,使无人值守机房的温度始终保持在设置的范围内,既提高了设备安全运行的可靠性,又降低了运维成本。     

High Temperature Superconductivity in the Past Twenty Years Part 1——Discovery, Material, and Theory

Twenty years after the discovery of hightemperature superconductors （HTSs）, the HTS materials now have been well developed. Meanwhile the mechanism of superconductivity is still one of the topical interests in physics. The achievements made on HTS materials and theories during the last twenty years are reviewed comprehensively in this paper.     

基于比率测量的CMOS高温温度传感器设计

针对在高温环境下温度传感器的测量性能降低问题,提出了一种在能够25℃~ 225℃的温度范围内运行,基于比率测量的高性能带隙温度传感器。该温度传感器使用简单的时域体系结构,将自动调零的偏移消除与偏移消除进行合并提高性能,然后通过在数字处理模块实现的映射函数,将得到的比率转换成比率输出,从而消除对带隙基准（BGR）的需要,提高了高温条件下的精确性。传感器使用CMOS工艺组装而成,芯片面积为0.41 mm2。在室温下使用现场可编程门阵列(FPGA)进行实验测试,结果显示该传感器在最差情况下的错误仅为+1.6 ℃/?1.5 ℃,并且当电源为4.5V时,传感器仅消耗20μA的电流。     

基于单片机和DS18B20的温度采集和分析系统

介绍了一种温度采集、分析系统,实现了对所测温度采样,存储于数据库并进行相关分析的功能。通过80C51单片机和DS18B20温度传感器,以PC端的SQL Server 2008作为数据库,Matlab作为分析工具,利用串口、ADO组件、MATALB引擎完成相关功能。经测试,该系统可完成从温度采集到分析的一系列活动,可用于一般场合对温度的采集、分析工作。     

基于叠加型的温度补偿电流源的设计

提出了一个新型电流叠加型的温度补偿电流源的设计,通过新增加一条电流支路,对温度特性进行优化,使用简单的结构,达到了很好的温度特性和电源电压调整率。使用XFAB公司的0.6μm CMOS工艺模型,Cadence模拟验证结果表明,在-40~135℃范围内,温度系数为16ppm/℃;电源电压抑制比为77.2dB。该方案已经应用于AC/DC转换器芯片。     

基于红外图像的装备车辆温度场模型

通过对红外辐射特性的理论分析和实验测试,提出了一种基于红外图像计算装备车辆温度场模型的方法。首先通过红外热像仪拍摄特定时刻的装备车辆特定部位的红外图像,并获取温度参数,然后通过温度-辐射度、辐射度-温度两个演算步骤,即可求出任意情况下装备车辆特定部位的温度。最后,计算仿真实验表明,采用本文方法的计算结果与红外热像仪测量结果相吻合,且精度较高,并且该方法也可以用于任何目标的红外辐射特性。     

基于BJT特性的数字温度传感器发展现状及趋势

随着工业物联网趋向数字化、智能化和集成化发展,控制系统需要感知的物理量规模和复杂度都迅速提升。其中数字温度传感器能直接将温度信息转换为数字信号,具有低成本、低功耗、面积小、数字输出等多种优点,可以实时监测系统温度数据,并与反馈机制协同进行反馈调节,目前已经得到广泛应用。在各类数字温度传感器中,基于CMOS工艺寄生三极管(BJT)感温的数字温度传感器在制造工艺上更容易实现,且具有高稳定性和高精度,是工业界产品首选方案。聚焦基于BJT特性实现感温的数字温度传感器,从学术研究成果、工业产品两方面总结其技术路线、发展现状和趋势,为后续温度传感器研究提供参考。