光纤瓦斯多点传感系统的设计

差分吸收法是基于近红外光谱吸收、远距离监测气体浓度的重要方法.采用双波长差分检测法,选取1 653.7 nm作为甲烷气体的吸收峰,1 652 nm作为参考波长,设计了一种新型远距离多点测量的光纤瓦斯传感系统,可以对甲烷气体浓度进行实时检测.通过对光路链路损耗的预算及吸收系数的计算,综合考虑气室结构和数字信号处理电路等影响系统性能的重要因素,从理论上论证了该方案的可行性.系统的稳定性及测试灵敏度需通过实验验证,仍有较大的提高空间,同时也可用于实现其他气体浓度的监测和远程监控.     

监测甲烷浓度的红外光吸收法光纤传感器

研制了一种用于监测甲烷气体的红外光纤传感检测系统。该系统采用双波长差分吸收测量法,将低损耗的光纤作为传光回路,用1/4周期的自聚焦棒作为准直透镜,能实现3km的远距离遥测。     

空芯光子带隙光纤在甲烷检测中的应用

以多段级联的空芯光子带隙光纤(PBF)作为气体传感探头,以谐波检测技术作为信号处理方法,构建了一种新型全光纤甲烷监测系统。分析了甲烷在空芯内的扩散特性,实现了传感气室的优化设计。实验结果证实了该传感头用于甲烷检测的可行性。     

基于光纤光栅的差分式甲烷气体传感系统研究

根据甲烷分子的光谱吸收特性,研究设计了一套基于差分吸收技术的光纤传感系统.系统以发光二极管(LED)为光源,折返式吸收池作为气室,利用光纤光栅的窄带滤波特性,用双光路实现了差分吸收检测.分析和实验表明,该系统具有可行性,可用于煤矿、天然气站等领域进行远距离气体含量的实时监测.     

面向气化炉壁面温度测量的分布式光纤传感系统实验分析

为了满足气化炉安全运行和外壁温度监测的需求,基于喇曼散射效应测温原理,利用分布式光纤系统的特性,提出了一种对气化炉外壁温度在线监测的新颖测温方法,阐述了该测温方法的检测原理,设计了一种使用无缝钢管为保护层的铠装聚酰胺耐高温分布式光纤传感系统,并对该传感系统进行了温度不确定度实验和数据分析,最后在气化炉外壁升温实验平台上...     

气体浓度在线检测系统的设计

快速、实时检测甲烷的产生及其浓度,对于工矿安全运行、人身安全、环境保护具有重要的意义.在比尔-朗伯定律的理论基础上,将吸收式光纤传感技术、差分检测技术及计算机数据处理技术相结合,设计了一套高精度的新型时间双光路差分气体浓度在线检测系统,可对气体浓度进行实时在线连续检测.采用计算机的快速数据处理功能,以具有强大软件开发能力的VisualC++6.0为工具,基于用户界面设计出该监测系统的实时动态监控软件.该系统提高了气体浓度检测灵敏度、实现了实时在线连续检测,数据的图形化显示,提高了系统的数据处理能力.     

网络化甲烷浓度测量系统的研究

光纤气体检测技术有很高的优越性,为了有效抑制噪声,提高测量精度,在环形激光器的基础上提出了将光纤锁模激光器、现场总线技术和网络技术相结合的一种网络式光纤甲烷浓度测量系统,此传感网络系统可以同时对多个气体传感单元和多路现场设备进行实时监控.将大量现场数据和设备运行信息传送到远程计算机,有利于系统的简化和操作.研究了系统各部分的硬件组成,并给出了主程序流程图.     

相位敏感光时域反射仪的振动全程敏感研究

研究相位敏感光时域反射仪振动检测时, 高功率激光脉冲的入射使得光电探测器产生饱和现象而导致光纤前端振动传感不敏感, 低功率又满足不了远距离检测的需求。为了解决这一问题, 采用一种新型传感结构的方法进行了理论分析和实验验证。根据入射功率的高低对光纤分段检测, 通过相应的数据处理, 实现了光纤振动全程敏感的结果。同时, 为了进一步提高该系统的振动灵敏度和信噪比, 对比分析了雪崩二极管检测与利用低噪声光电二极管检测的结果, 并比较了声光调制器与半导体光放大器的实验效果。结果表明, 当测量距离为38km时, 相比雪崩二极管检测, 利用低噪声光电二极管与掺铒光纤放大器有更高的信噪比; 相比声光调制器, 利用半导体光放大器能得到更高信噪比。该新型传感结构为光纤传感器领域的科学研究和工程应用提供了很好的参考。     

光纤光栅传感技术在阵地安全监测中的应用

设计并实现了一种能够对阵地安全实施多点监测的光纤光栅综合传感系统。从部队阵地安全监测的实际需要出发,提出光纤光栅传感技术在此方面的应用设想。叙述了光纤光栅传感技术的基本原理,提出基于ARM9的F-P滤波器光信号解调方案,选取以S3C2410A微处理器为控制核心,设计了解调系统的各组成模块。针对应用场合的特殊性,指出其封装方面的具体要求,采用多路复用和循环扫描的方式实现大范围多参数监测。通过分析相关实验数据,获取了该系统对阵地重点区域温度和应变监测的效果。针对实际应用中存在的不足提出了光纤光栅传感技术应用于     

120km长距离分布式光纤振动传感系统

针对输电线路等场景的超长距离监测应用问题,文章在分布式光纤相位敏感光时域反射仪的基础上,采用拉曼放大和外差检测的方式,设计了一种光电信号分段探测和采集的光纤传感系统.该系统依据光纤长度将光纤分为两段进行信号采集和处理,针对不同强度信号适配相应的信号处理和采集参数,解决了超长距离监测系统的动态范围不足和信噪比差的问题.经...     

Performance limitation of fiber optic methane sensors due tointerference effects

We model interference effects in fiber optic methane sensors and predict the influence on the sensitivity. System sensitivity in terms of minimum detectable methane concentration is expressed as a function of birefringence, spectral transmission characteristics and polarization dependent loss of the fiber system, and the polarization and coherence characteristics of the light source. The sensitivity is calculated for various system arrangements and compared with existing experimental data. The model predicts that the interference effects may be minimized by using a depolarized broadband source (say, 30-50 nm) with a Gaussian spectral lineshape, together with a birefringence balanced sensor configuration     

基于光谱吸收原理光纤甲烷传感器实验分析与研究

光纤气体传感器是一种新型传感器,从光纤链路损耗实验、光源驱动和锁相放大电路输出波形实验、甲烷气体吸收实验等3个方面对甲烷气体传感器性能进行了分析和测试。实验结果表明基于光谱吸收原理的光纤甲烷传感器系统性能较为稳定,灵敏度较高,测量范围宽,重复性较好,因此该传感器适合于煤矿井下瓦斯检测,满足各种要求。     

光纤干涉测距仪中倍增光纤长度的自标定

介绍了一种利用半导体激光器作光源 ,在光纤干涉测距中标定光纤光程差的自标定方法。它不需要借用外界仪器 ,仅利用自身的测量系统就可以精确地标定两组光纤的光程差。将标定结果引入测量系统 ,就可以实现测量系统的量程倍增 ,从而实现无长导轨的大距离、高精度测量。     

Novel Fiber Optic Temperature Sensor with Full Compensation Based on Optical Absorption

A novel system configuration of fiber optic sensor based on optical absorption is proposed.Several compensation measures are discussed. A simulated experiment is designed and the output curve of system is given.The experimental result shows that these compensation measures are effective on dynamic disturbances which are caused by background light and optical fiber bend,In addition,the drifts in the light source intensity , fiber losses,and photodetector efficiency are aslo compensated.     

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。     

Landslide Monitoring Based on High-Resolution Distributed Fiber Optic Stress Sensor

A landslide monitoring application is presented by using a high-resolution distributed fiber optic stress sensor. The sensor is used to monitor the intra-stress distribution and variations in landslide bodies, and can be used for the early warning of the occurrence of the landslides. The principle of distributed fiber optic stress sensing and the intra-stress monitoring method for landslides are described in detail. By measuring the distributed polarization mode coupling in the polarization-maintaining fiber, the distributed fiber stress sensor with stress measuring range 0 to 15 MPa, spatial resolution 10 cm and measuring range 0.5 km, is designed. The warning system is also investigated experimentally in the field trial.     

光纤甲烷气体传感器的研究

基于甲烷气体近红外吸收的机理,研究了一种高灵敏度易于实现的光纤甲烷气体传感器。分析了半导体激光器的调制特性和谐波检测的基本原理,建立了传感器的数学模型。系统采用分布反馈式半导体激光器做光源,气室采用小型渐变折射率透镜构成的气室,加入参考光路和参考气室,使光源输出的中心波长锁定在气体的吸收峰上,通过光源调制实现气体浓度的谐波检测,给出了甲烷气体测量的实验结果。     

基于扫描光源的光纤气体传感系统的研究

提出了一种基于窄带扫描光源的光纤气体传感系统。该系统能在多种气体共存环境下,完成对不同组分气体浓度的检测。克服了传统光纤气体传感系统在多种气体共存环境下需要多台光源进行检测的弊端,降低了工业化气体检测的成本。系统以放大自发辐射(ASE)光源为基础,结合锯齿波(STW)驱动的可调谐法-珀(Fabry-Perot)滤波器形成窄带扫描光源。针对可调谐滤波器的电容特性会引起锯齿波驱动失真的现象,提出了采用并联谐振回路的方案来解决锯齿波驱动失真的问题,保障了扫描光源工作的稳定性。实验结果表明,在乙炔和氨气混合气体的环境下,本系统可以实现对不同组分气体浓度的同时检测,检测结果误差较小。     

一种光纤智能结构的载荷及损伤监测

提出一种新型的光纤智能结构监控系统,主要由光源组、光学系统、光电传感器、监控主机组成.分析了系统的工作原理,研究了基于此种新型光纤智能结构承载与损伤位置判别的方法,并进行了相应实验,得出相应的实验数据,并作出光纤网络输出光强与加载量的变化曲线图.经实验分析与讨论,实验数据与理论分析能较好地符合,结果表明这种新型光纤智能结构监控系统对结构的承载及损伤位置的判别方法具有快速、准确和可靠的优点,为特殊光纤智能结构的进一步应用提供了新途径.