新型光纤Bragg光栅微型压力传感器

介绍了一种新型的光纤Bragg光栅微型压力传感器,这种压力传感器采用特殊的结构将作用在光纤横向的压力转换成沿光纤轴向的张力,从而实现对光纤横向压力的高灵敏度测量,传感器对横向压力的灵敏度可达到-4.55×10-3/MPa,比国外同类研究成果高出3个数量级。同时,该微型压力传感器的横向尺寸可做到几百个微米,因此,可以置于很小的空间中对压力进行测量,在工业和军事领域具有广泛的应用前景。     

高温光纤压力传感器

本文介绍利用压力敏感膜片调制光强的非功能型高温光纤压力传感器。详细介绍了传感器的结构、工作原理、工作模式的选择以及信号检测电路。最后提供了传感器在航空发动机和压缩机动态压力测试中的测试结果。     

光纤压力传感器

为解决马赫-泽德光纤干涉仪在实际应用中遇到的噪声、扰动等的影响,介绍了采用高双折射的偏振保持光纤做成的单根光纤干涉型压力传感器的检测原理,光传输特性、信号处理方法和结果.特别指出了光纤压力传感器的一些技术要点.     

单光纤压力传感器的研究

设计了一种目的在于减小传感器尺寸的单光纤结构膜片式光纤压力传感器.实验中采用62.5/125 μm多模光纤和直径为10 mm的弹性膜片,对光纤端面到膜片的距离在几种不同情况下的传感器响应特性进行了实验研究.我们通过对光纤投射到膜片上的光斑进行分析,给出了反射回光纤的有效光场分布,并利用有效光斑进行计算,而对原有理论做出了一定的修正,修正后的理论与实验的符合性比未修正前有了较大的提高.     

光纤Bragg光栅压力传感特性研究

提出了以半导体硅材料作为光纤Bragg光栅(FBG)衬底的FBG压力传感密封型结构,并对其压力传感特性进行了研究,结果表明:FBG的中心反射波长漂移对压力呈现良好的线性响应特性,在0~35MPa的测压范围内,压力调谐灵敏度为0.034 nm/MPa,有良好的机械性能和稳定性能。通过对实验数据的拟合分析表明:采用这种材料,其中心波长和压力变化有着好的线性拟合度和重复性,且迟滞很小,它们的相关系数都达到0.99,在光传感领域具有实用价值。     

光纤压力传感器

提出一种记数法布里珀罗(F-P)腔的干涉条纹的光纤压力传感器,可以用于易燃、易爆的环境。阐述了它的设计原理、参数的设置和误差的讨论及改进。试验结果表明:光纤F-P腔脉冲计数压力传感器结构简单、成本低、抗干扰能力强,具有很大的测量范围和分辨力,分别达到10m和0.02%。     

反射式强度调制型光纤压力传感器的研究

针对测量精度易受光源波动、光电探测器、光纤等影响的问题,提出了光源的稳幅、参与通道的设置、调制解调、零位自校准技术等措施,进行了实验测试并绘制了数据曲线,提高了系统稳定性和精度.     

反射式光纤温度传感器的研究

在分析了半导体吸收光能原理的基础上提出了一种新型的光纤温度传感器;它以半导体GaAs作为温度敏感元件,采用反射式探头结构,通过光纤传输,实现了测量现场探头和二次仪表的隔离,既避免了带电系统对探头中半导体器件的影响,又避免了测量现场高温工作环境对后续电子器件的影响;通过设置参考通道来减少光源波动以及光纤连接损耗等因素的影响,提高了测量精度;实验证明,在20～140℃的测量范围内精确度可达1℃,可用于电力系统的温度监测.     

一种光纤电压传感器的研究

利用BGO(锗酸铋)晶体作传感头的光纤电压传感器,并用偏振光分析法推出了它的数学模型.利用稳频后的He-Ne激光器作为测量光源;采用补偿测量方案消除晶体自然双折射(应力、温度等)引起的误差;讨论了各光学元件粘接方位角误差对测量精度的影响;系统中用间接测量法测量空气的折射率,对测量方程进行实时修正;采用高精度屏蔽电压器和小波分析算法提高系统的信噪比.实验结果表明,其测量电压误差不大于0.92%.     

基于压力式光纤液位传感器的变压器油高度监测系统

针对传统电力变压器绝缘油位测量的局限性,提出一种压力式光纤液位传感器的变压器绝缘油位监测系统.系统采用压力式光纤液位传感器作为绝缘油位的传感器件,该传感器对光源强度变化、光纤传输过程中的光功率损耗具有光强起伏补偿功能;以数字信号处理器TMS320F2812为处理和控制核心,实现对变压器油位的无人实时在线监测.分析了油位...     

热辐射型光纤高温传感器的研究

文中在分析了热电偶、红外测温存在的缺点的基础上设计了热辐射型光纤高温传感器;阐述了热辐射测温的基本原理,通过比色测温的方式来消除被测物体的光谱发射率、周围环境对测量精度的影响,采用双通道不带光调制方式来提高输出信号强度、测量精度;基于高温工况下光纤的易损坏特性,选择了合理的光纤及其保护材料,设计了光纤导入和切断结构;该系统测量范围为800～2000℃,测量精度可达0.5%,可以用于炼钢过程、燃气轮机等高温环境的温度测量.     

透射式光纤甲烷气体传感器的研究

根据甲烷气体的吸收光谱,研究了一种用低廉的LED作光源的新型透射式光纤甲烷气体传感器。选择两同型号LED光源作为差分吸收信号。光源驱动器自动实行交替斩波。讨论了提高甲烷对光吸收系数的方法及途径,给出了甲烷气体浓度的测量结果。     

吸收式光纤甲烷气体传感器的研究

研究和讨论了一种易于实现的光谱吸收型光纤甲烷传感器,该传感器基于比尔朗伯定律,采用双光路结构,大大提高了传感器的灵敏度和测量精度,大气和工业污染中的其它气体分子浓度也可用类似方法测量。     

硅基光纤温度传感器研究

基于单晶硅折射率随温度变化的热光效应,研究了一种硅基双波长光纤温度传感器.理论分析了单晶硅膜温度传感的机理,通过计算得到了硅膜厚度与温度测量范围之间的关系.运用双波长信号处理方法对传感器反射光强度进行分析并解调出所测量的温度.实验结果表明,在测温范围25～45℃内,当传感器测温波长为1 534.3 nm、1 554.3 nm时,该传感器对温度的响应具有良好的线性,其线性拟合度达0.989 8.该温度传感器的研究对设计制作温度补偿型的硅基压力或其它物理量的测量传感器具有一定的参考价值.     

基于全分布式光纤传感器测试设备的准分布式光纤传感器的应用研究

介绍了国内外光纤传感器应用于桥梁等大型预应力混凝土结构进行安全监测的现状,阐述了分布式光纤传感器的工作原理,提出了可以考虑开发一种基于全分布式光纤传感器的测试设备的准分布式光纤传感器,指出了光纤传感器在大型预应力等结构健康监测应用中的发展前景。     

差动吸收式光纤气体传感器研究

本文基于甲烷和乙炔气体的光谱吸收特性,设计了一种差动吸收式光纤气体监测仪。根据被测气体的吸收峰值波长选择LED作为光源。采用不同频率的光源驱动电路实现多种气体浓度的同时检测。为保证测量精度,采用测量信号与参考信号的比值作为输出信号,以及相敏检测技术。对甲烷和乙炔气体浓度的检测实验表明,该系统具有较好的检测灵敏度和测量精度。该系统稍加改变结构参数,也可测量其它气体的浓度。