分布式光纤温度传感器信号处理的方法与实现

分布式光纤温度传感技术是近年来发展起来的一种新型传感技术，它利用一根光导纤维作为温度信息的传感和传导介质，可以测量整个光纤长度上的温度变化。分布式光纤温度传感器的信号处理技术，是将探测器输出的信号尽可能地去除干扰和噪声，从而得到准确而快速的温度显示和温度数据，这在解决大型重要结构的实时监控、准确测量等问题以及在组成智能材料结构等方面具有重要价值和应用潜力。文章对基于反斯托克斯／斯托克斯比值的分布式     

拉曼散射分布式光纤温度传感器的设计

文章论述了基于反斯托克斯／斯托克斯比值的分布式光纤温度传感器系统，对其信号处理技术进行了全面而深入的研究。采用光时域后向散射技术来获取温度信息，并用时域信号数字积累平均方法来提高系统的信噪比，据此建立了分布式温度传感器。     

拉曼散射分布式光纤温度传感器的设计

文章论述了基于反斯托克斯／斯托克斯比值的分布式光纤温度传感器系统，对其信号处理技术进行了全面而深入的研究。采用光时域后向散射技术来获取温度信息，并用时域信号数字积累平均方法来提高系统的信噪比，据此建立了分布式温度传感器。     

光纤拉曼散射效应及其应用研究

测量了G652光纤和DCF光纤的背向散射光谱，在斯托克斯区观察到一级和二级拉曼背向散射光谱，在反斯托克区观察到一级拉曼背向散射光谱，首次在斯托克斯区和反斯托克区观察到ZX背向散光谱。光纤背向散射效率直接应用于光纤拉曼放大器和分布式光纤拉曼温度传感器系统。讨论了分布式光纤拉曼温度传感器系统工作原理、结构，给出了实验结果。     

光纤传感器在测量技术中的应用

本文主要介绍由光纤传感器与基于CAN总线网络组成本的油库油罐液位、温度信号实时监测系统的设计方案,由此分析出光纤传感器在测量技术中的应用以及光纤液位传感器、光纤温度传感器及光纤液位报警器佳结构特点与使用.     

基于拉曼散射的分布式光纤测温系统的分析研究

基于拉曼散射的分布式光纤测温系统利用光纤作为温度的传导介质,测量沿光纤走向的连续空间的温度场分布。通过高速采集卡采集数据,并将数据进行去掉噪声干扰和累加的处理,得到准确的温度数据。这种系统的实用性是可以对光纤沿线的温度数据实时和定点监控。通过对拉曼散射所产生的斯托克斯光/反斯托克斯光与温度关系的研究,确定分布式光纤测温系统的温度测量方法,对所采集的信号利用小波变换进行去噪声和微弱信号的处理。     

基于拉曼散射的分布式光纤测温系统的分析研究

基于拉曼散射的分布式光纤测温系统利用光纤作为温度的传导介质,测量沿光纤走向的连续空间的温度场分布.通过高速采集卡采集敷据,并将数据进行去掉噪声干扰和累加的处理,得到准确的温度数据.这种系统的实用性是可以对光纤沿线的温度数据实时和定点监控.通过对拉曼散射所产生的斯托克斯光/反斯托克斯光与温度关系的研究,确定分布式光纤测温系统的温度测量方法,对所采集的信号利用小波变换进行去噪声和微弱信号的处理.     

面向分布式光纤拉曼测温的新型温度解调方法

为提高分布式光纤拉曼测温系统的测量速度和测量准确度,提出了一种自补偿光纤损耗及光纤色散的温度解调方法,并进行了实验验证。该方法对斯托克斯与反斯托克斯后向散射信号进行了损耗修正,避免了测温前对整条传感光纤进行定标处理的过程,减小了系统的运行时间;采用色散补偿平移算法对斯托克斯后向散射信号的位置进行修正,获得了与反斯托克斯后向散射信号相同位置处的斯托克斯后向散射信号的强度,降低了光纤色散对温度解调的影响,提高了系统的测温准确度。实验结果表明,当光纤传感距离为5.8km时,温度波动由9.01℃下降到0.57℃,测温准确度由5.50℃优化至0.87℃。     

基于光纤光栅传感的变压器绕组温度检测系统

传统温度传感器受到周围环境因素的影响很大,系统采用抗干扰能力强并且对温度极其灵敏的光纤光栅传感器.利用光信号的测量和传输,再解调成温度信号.分析了光纤光栅传感器的原理和系统构成,介绍了软件和硬件的实现.最后的实验结果证明了系统具有较高的测量精度,可满足变压器绕组高精度温度测量要求.     

拉曼型分布式光纤温度传感器的自校准解调

稳定性是拉曼型分布式光纤温度传感器在实际应用中面临的主要问题。拉曼型分布式光纤温度传感器一般使用APD雪崩光电探测器作为主探测器,由于APD探测器的雪崩放大过程容易受到环境温度的影响,使得APD探测器增益随环境温度发生变化,即使采用恒温措施也无法完全消除检测电路增益变化的影响。为了消除检测电路增益变化对拉曼型分布式光纤温度传感器常规解调的不良影响,提出了一种自校准解调技术。通过在测温光纤上选取一段标准光纤,利用铂电阻温度计实时测量标准光纤环的实际温度,并利用标准光纤环所对应的反斯托克斯光和斯托克斯光的光强度比值,及时获取并修正传感器的温度系数,抵消增益波动产生的解调误差,提高传感器的长期稳定性。实验结果表明,自校准解调可以消除检测电路增益增大1.6倍时所产生的解调误差,测温均值误差优于1℃。     

分布式光纤温度传感器信号处理系统的研究

信号处理系统是分布式光纤温度传感器的重要组成部分，它的研究和设计对降低探测器和放大器的输出噪声，提高传感器的时间分辨率和温度分辨率有重要的意义。本文从提高时间分辨率的角度介绍了传感器对信号处理系统的要求，提出并行取样积分器方案及其所能达到的时间分辨率；介绍了由此而建立的信号处理系统。     

一种小型光纤流体压力传感器的设计

本文论述一种小型光纤流体压力传感器的设计方法。这种传感器利用两根光纤分别作为光信号的发射器和接收器，在一根导管内顺序放置多个传感器，从而实现小型复杂结构的压力准确测量。该传感器的体积小、重量轻、对电磁场和化学反应不敏感，在解决压力的实时监控有重要的应用价值。文章首先介绍了小型流体压力传感器的设计要求和现有的设计方案，说明了流体压力传感器中光纤的方向性对传感器设计的影响，提出了采用硅凝胶作为压力变送元件的设计方案，并从静态特性和动态链性两个方面验证了这种方案。     

光开关在分布式光纤温度传感系统的应用研究

分析了决定分布式光纤温度传感器系统传感距离的因素,提出了使用光开关扩展系统的传感长度。设计了多模1×2棱镜光开关的单片机驱动接口,计算机软件通过RS232串行接口发出指令控制光开关的切换。测试结果表明,嵌入了1×2光开关可使系统传感光纤长度延伸为原来的2倍。     

Design of distributed Raman temperature sensing system based on single-mode optical fiber

The distributed optical fiber temperature sensor system based on Raman scattering has developed rapidly since it was invented in 1970s. The optical wavelengths used in most of the distributed temperature optical fiber sensor system based on the Raman scattering are around from 840 to 1330 nm, and the system operates with multimode optical fibers. However, this wavelength range is not suitable for long-distance transmission due to the high attenuation and dispersion of the transmission optical fiber. A novel distributed optical fiber Raman temperature sensor system based on standard single-mode optical fiber is proposed. The system employs the wavelength of 1550 nm as the probe light and the standard communication optical fiber as the sensing medium to increase the sensing distance. This system mainly includes three modules: the probe light transmitting module, the light magnifying and transmission module, and the signal acquisition module.     

基于开放式气室的光纤气体传感器的信号分析

根据信号处理理论,分析了开放式光纤气体传感器吸收池的光信号输出特性,提出了设计吸收池的判据,即腔片上复合光束相邻两光斑不重叠时,其输出特性与White型吸收池等效.在信号处理系统中,采用窄带滤波和相敏检波技术,使传感器的输出特性参数的对数值与待测气体浓度成正比.因此,可按Lambert定律对传感器定标.     

30 km远程分布光纤拉曼温度传感器系统的实验研究

研制成功一套 30km远程分布光纤拉曼温度传感器 (DOFRTS)系统 ,采用了新的光纤放大的反斯托克斯背向拉曼自发散射测温原理和 15 5 0nm掺铒光纤激光器作为抽运源及高速瞬态波形采样技术 ,累加平均等信号处理技术 ,提高了信噪比 ,解决了弱信号检测问题。使用智能化恒温技术 ,使主要元器件在恒温条件下工作 ,解决了工程应用中环境的适应性问题。经鉴定 ,远程分布光纤拉曼温度传感器系统的主要技术指标如下 :光纤长度为 31km ,测温范围为 0～ 10 0℃ (可扩展 ) ,温度测量不确定度为± 2℃ ,温度分辨率为 0 1℃ ,测量时间为 4 32s,空间分辨率为 4m。最后给出了远程分布光纤温度传感器系统性能的国内外对比表     

高温下紫外光能量在线检测方法与设计

目前市场上紫外光能量检测中存在辐射大、温度高、测量不便等问题。设计一种针对高温下通过光纤进行导光的紫外光能量在线检测方案。该方案将紫外光通过光纤传输至光电传感器进行光电转换处理,避免传感器高温下工作,并采用双传感器进行环境光滤除提高精度,进而采用高精度AD芯片将信号模拟量转换成数字量传输至主控制器STM32F103,经数据处理计算出相应的能量值和温度等参数,通过RS485总线传输方式进行数据传输至上位机进而实现实时监测。实验表明:整个系统运行稳定、耐高温、能够在线实时检测并分析紫外光能量变化,可广泛应用于工业自动化紫光检测领域。     

激光光声光谱法检测磷化氢气体浓度的研究

论述了光声光谱信号的产生。提出用光纤相位传感器代替传统的微音器检测光声信号。用CO_2激光器作光源对磷化氢(PH_3)气体浓度进行测量。实验表明,最低检测灵敏度可达1.2×10~(-10)。信号处理电路具有较强的抑制噪声干扰能力。该传感器及其系统在灵敏度、精度、响应时间等性能指标上达到了检测气体含量要求。     

一种高灵敏度相位调制单模光纤传感器的信号处理系统

报道一种高灵敏度相位调制单模光纤传感器的信号处理系统。简述了系统的传感原理,讨论了辨向检测电路和信号的计算机处理。