光纤温度传感器原理及应用

阐述了几种光纤温度传感器的概况和原理，重点介绍了双波长光纤温度传感器原理，并详细介绍了利用光纤测试温度的若干种方法．功能型光纤温度传感器是利用光纤的各种特性(相位、偏振、强度等)随温度变换的特点，进行温度测定．而传输型光纤温度传感器的光纤只是起到光信号传输的作用，以避开测温区域复杂的环境，最后通过对光纤温度传感器未来的发展趋势和特点，提出了一些看法。     

光纤测温技术在稠油热采中的应用及效果评价

在稠油开发过程中,根据SAGD（蒸汽辅助重力泄油）对温度动态监测需要,开展了光纤测温技术,该技术避免了热电偶、电子温度压力计测试温度点少的缺点,可有效监测整个油层段温度剖面分布情况。工艺要求光纤在井内要有耐高温能力和连续监测使用寿命,以及配套管柱和地面工艺。因此,如何安全有效的将测温光纤下入水平井目的层段,并能够在注汽、焖井、转抽全过程中实现实时监测,是该技术的重点发展方向。本文主要对光纤性能及在现场实际应用过程中存在的问题和解决办法进行了分析和评价。     

集成于单根光纤中的1×2耦合器的特性分析

提出并展示了一种集成于一根光纤中的1×2光纤耦合器。通过在单芯光纤和双芯光纤焊点处进行熔融拉锥的方法,实现了这种新颖的耦合技术。采用光束传输法,计算仿真了其功率耦合与传输过程。对于双芯光纤分布不对称以及双芯光纤芯子折射率具有轻微差异的情况,给出了分析与讨论。     

土体温度光纤精细化监测室内试验研究

传统温度传感器在测量地下土体温度时存在耐腐蚀性差、易受电磁干扰、易被破坏等不足,难以准确和全面地掌握土体温度的长期变化。通过对比分析常用的几种分布式光纤测温技术,提出采用光频域反射技术来监测地下土体温度。根据光频域反射技术高精度和高空间分辨率的特征,给出了土体温度光纤精细化监测的布设方案和监测数据的分析思路。为了验证光频域反射技术在土体温度监测方面的优势和可行性,开展了土体温度室内模拟监测试验,设计出了一套土体温度光纤精细化测温装置,采用光频域反射技术对不同容器内的土体和水体温度进行监测,掌握了土体和水体温度的变化情况,并与传统测温方法进行了对比,结果表明,光纤测得的土体温度结果与传统方法得到的结果基本一致,但光纤测温可以实现分布式测量,相对于传统方法优势显著,对于土体温度精细化测量而言,取得了良好的成果。     

蓝宝石光纤高温传感技术研究

本文报导了蓝宝石单晶光纤高温传感器的研制工作．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，并在此基础上研制成双波长蓝宝石单晶光纤高温仪，仪器的测温范围８００～１７００℃，测温精度０．２％（１０００℃），分辨率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．     

混凝土坝分段连续测温光纤测点精准定位方法研究

分布式测温光纤连续监测大坝多仓混凝土温度时存在测温位置定位不准确的问题,精准定位光纤测点对获取混凝土坝真实温度分布具有非常重要的意义。为准确识别连续测温功能区间和定位有效测温光纤段,首先,结合混凝土坝分布式光纤双股绑扎埋设施工工艺,分析了光纤测温数据的结构特征;其次,建立了基于翻转、平移和曲线拟合的数据对称分析数学模型,确定了新浇仓双股光纤原始监测数据的对称中心;最后,结合浇筑仓埋设光纤关键测点米标记录值、每段有效测温光纤的实际埋设长度、混凝土平均浇筑温度、收仓后24h内光纤测温原始数据及现场实测气温数据,确定了新浇仓有效测温光纤测点数量、光纤玻璃芯感温位置(Length)与仓内监测位置的对应关系,从而实现了新浇仓有效测温光纤段每个测点空间位置的精准定位。白鹤滩工程应用结果表明,利用该方法可准确确定新浇仓有效测温光纤测点空间位置,并利用点温度计与同位置光纤测点监测温度数据对比验证,监测显示21天龄期内两者绝对差值基本在0.8℃以内,同一位置处光纤测与点温度计测温值吻合较好,验证了本文提出的精准定位结果精度和可靠性高,目前已成功完成白鹤滩大坝5个典型坝段共计161仓光纤测点的精准定位,为获取精确可靠的混凝土坝光纤测温原始数据提供了技术保障。     

刻纹光纤温度传感的灵敏度研究

介绍了一种新的刻纹光纤温度传感器模型，并对其测温原理进行了详细研究。实验结果表明该光纤温度传感器温度响应灵敏度I／I0dt只与结构参数有关，春数值可达10^-3／℃数量级。     

共形映射应用于光纤传输特性研究

应用共形映射研究单根和多根耦合光纤传输特性的理论方法,简化了多根耦合光纤复杂的边界条件,为进一步地求解其传输特性提供了理论基础。     

多路复用技术在光纤水听器阵列中的应用

将常见的几种多路复用技术与光纤(光纤光栅)水听器阵列结合起来，通过对频分多路复用、时分多路复用以及相干多路复用技术的原理以及波分多路复用技术在光纤水听器阵列中应用的研究分析，提出了一种多路复用技术。多路复用技术是将一根信号线传输多路信号，利用分割可用频带(FDM)、划分时间为多个时间片(TDM)或者利用不同波长的光信号在同一根光纤中传输(WDM)等方法，实现多路信号在同一根信号线上传输并且互不干扰，从而可将多路信号共用一根信号线传输。因此被用到了水声信号传输领域。     

在红点区域的红外测温中光纤传感器的应用

分析了光导纤维的传光原理及光耦合器的使用及耦合效率，主要介绍了在红点区域的红外测温技术中所使用的光纤传感器的作用。在其恶劣的测量环境下，经合理的光耦合，使红点区域(小目标)的信号能够得到精确的接收与测量。     

基于光子晶体光纤的法布里-珀罗干涉传感器

光子晶体光纤作为新一代光纤和传统光纤相比具有许多独特的优点,因此研究基于光子晶体光纤的传感器已成为光纤传感技术领域的一个热点。该文在国际上首次报道了系列基于光子晶体光纤的法布里-珀罗干涉传感器,包括基于空芯光子晶体光纤的法布里-珀罗干涉应变、温度传感器;基于实心单模光子晶体光纤的法布里-珀罗干涉温度、折射率传感器;基于飞秒和157nm激光器微加工制作的实心光子晶体光纤法布里-珀罗干涉高温应变传感器。这些新型光子晶体光纤干涉传感器具有对温度不敏感、精度高、可靠性好、耐恶劣环境等突出优点,可望在能源、交通、航天航空、生化等领域得到重要应用。     

EPON技术及其应用

油田数字化与平安城市建设对接入网络提出了更高的要求.传统的ADSL、LAN、点对点光纤网等接入方式已无法满足数字化油田与平安城市对通信质量的要求.基于PON的以太网无源光网络(EPON)采用点到多点结构,无源光纤传输方式在以太网上能提供多种业务.EPON无源光网络经济而高效的结构成为了当前油田数字化与平安城市建设构建接...     

偏振控制器的研究进展

偏振控制器在高速光纤通信、相干光纤通信以及光纤传感等领域具有十分重要的作用,它是克服光传输系统中偏振相关损耗和监测仪器偏振特性的关键元件。本文在阐述偏振控制器工作原理的基础上,重点介绍了几种新的偏振控制器实现方案,并对各种偏振控制器的性能进行了分析比较。     

基于光散射的分布式光纤温度传感器网络及其在智能电网中的应用

介绍了基于光散射的分布式光纤温度传感网络的研究现状和发展趋势,主要阐述了基于瑞利散射、喇曼散射和布里渊效应的分布式光纤传感器的工作原理。在此基础上重点介绍了其在高压电缆、电力线沿线温度测量中的应用情况,探讨了传感光电缆替代原有的电缆和光缆,使光通信、电力传输、传感三合一的趋势。     

光纤陀螺用Y分支集成光学调制器的研究

介绍了光纤陀螺的工作原理,依据与惯性空间作相对转动导致的Sagnac效应,对光纤陀螺的关键器件即集成光学调制器进行了分析;运用导出的基本公式,对研制光纤陀螺普遍采用的铌酸锂Y分支集成电光波导调制器的驱动电压和调制带宽参数进行了计算,计算结果为该调制器的设计提供了可靠数据。     

光纤脉宽调制多路电视传输技术

本文研究了采用脉宽调制(PWM)方式来实现光纤多路电视信号传输,通过频谱分析,论证了根据自然采样原理实现脉宽调制的方法,不仅可以消除传统调制方式中存在的非线性失真,而且减小了边带分量的干扰,还具有解调简单、适于多路传输的优点。在此基础上,本文提出了一种用于CATV系统的脉定调制光纤多路电视传输方案,并为实现该方案进行了线路设计和传输试验。试验的结果表明,采用PWM方式实现2路V道电视信号的直接传输是可能的。     

计算机辅助功能在光纤通信传输原理动画系统中的应用

为直观理解光纤通信中各种传输过程的原理,依据计算机的辅助功能,提出了利用PowerPoint、Flash等软件研制计算机辅助系统的观点,实现了用计算机辅助功能研制光纤通信传输原理的动画系统.经实际测试,该系统运行可靠,操作简便,图文动画并茂,具有一定特色,使用效果良好.     

光谱吸收型光纤气体传感器及解调系统

基于光谱吸收型气体传感器的传感机理,搭建了实验平台,研究了基于一、二次谐波幅度比值法实现气体浓度检测的可行性,设计了一种新型的光纤气体传感器;基于32位嵌入式软核处理器NiosⅡ和FPGA技术设计了光纤气体传感器的解调系统.实验结果表明,该光纤气体传感器及其解调系统具有易维护、高速、高分辨率、高精度等优点.     

相似材料中光纤传感检测特性分析

为了解决相似材料模拟实验中的变形检测问题，基于光时域反射技术和光纤光栅传感技术，提出了在模拟实验中采用裸露光纤、一定结构光纤及光纤Bragg光栅作为传感器进行变形检测的方法，研究并分析了以上类型光纤传感器在1．2，2m平面应力模型中随着相似材料变形的传输特性．结果表明：裸露光纤不易形成微弯；自制蛇形微弯光纤传感器可以较为准确地捕捉到材料内部的变形和破坏的信息；光纤Bragg光栅可以感知相似材料的应力变化．利用光时域反射技术检测时要采取措施增大岩层垮落过程中的光纤损耗，可进行较大变形测试；利用光纤Bragg光栅时要考虑波长的动态范围，可进行小变形及破坏过程测试．     

高分辨率光纤倒像器纤芯材料的制备及性能研究

光纤倒像器是一种可将图像反转180°的光纤传像器件,具有分辨率高、传像清晰、体积小、重量轻等优点。主要用来替代微光夜视仪中的中继透镜系统,同时被广泛应用于需要倒像的各种装置中。本文系统地研究了光纤倒像器纤芯玻璃的组成配比,采用高温熔融法制备出了纤芯玻璃材料,研究结果显示：研制的纤芯玻璃透过率达到90%以上,折射率达到1.7869以上,热膨胀系数为97×10-7/℃,热稳定性较好（ΔT=184.5℃）,退火过程中未析晶,并与现有包层玻璃相匹配,满足了光纤制备工艺的基本要求。