光纤传感器在高温测量中的应用

1　光纤传感器及特点光纤传感器是用光在不同的物理状态下 ,在光纤中传播起的光的干涉、衍射、偏振、反射、等物理特征的变化 ,进行各种物理量的测量装置。光纤传感器一般是由光源、接口、光导纤维、光调制机构、光电探测器和信号处理系统等部分组成。来自光源的光线 ,通过接口进入光纤 ,然后将检测的参数调制成幅度、相位、色彩或偏振信息 ,最后利用微处理器进行信息处理。光纤传感器突出的优点是光信号不仅能直接感知 ,而且还可以利用半导体二极管 ,进行光电转换 ,还具有灵敏度高、可靠性好、体积小、重量轻、原材料硅资源丰富、抗电磁干…     

干涉型光纤海洋参数传感器的分布式测量方法研究

光纤传感器因其灵敏度高、体积小等优点在海洋监测领域得到了广泛关注.目前高性能的海洋温盐深参数监测光纤传感器大都基于干涉原理,难以实现同一系统内多个传感器的复用,不能满足海洋环境参数高时空分辨力的监测需求.基于调频连续波原理,提出一种适用于干涉型海洋参数光纤传感器的大容量复用方法.利用不同干涉仪端面反射光与参考光形成Mach-Zehnder干涉光谱的特征频率确定不同传感器的位置,通过不同端面特征频率间的拍频还原了单个传感器的光谱.设计并搭建了干涉型海洋参数传感器的分布式传感系统,实现了系统中传感器的定位以及光谱信号还原,并通过理论计算证明分布式传感系统中至少可以实现500个传感器的复用.本论文的研究可以为高性能干涉型光纤传感器的海洋参数链式监测提供技术支持.     

基于波长解调的Fabry-Perot型光纤MEMS压力传感器的设计

提出了一种新的压力传感器的设计,该传感器基于Fabry-Perot腔干涉和波长解调理论测量压力.设计用MEMS技术以及普通的光通讯接插件制作出工艺简单,分辨率高的光纤MEMS压力传感器.阐述了传感器的工作原理,分析了硅膜的厚度对传感器性能的影响以及FP腔的长度对反射光信号的影响.系统采用可调谐激光器进行信号访问,利用反射谱的相位变化完成信号解调.理论分析和模拟计算验证了传感器加工制作方案的可行性.     

基于相位调制器的光载OFDM信号产生和传输系统

光正交频分复用（OOFDM）是目前宽带通信领域的研究热点,它和光纤无线通信（ROF）系统相结合可以更好地克服色散,提高ROF系统的性能。提出一种基于相位调制器的光载OFDM信号产生和传输系统。在中心站采用相位调制器结合光滤波器产生载波抑制-双边带（DSB-SC）光载毫米波,将OFDM信号调制到一个边带上进行传输。建立了光载OFDM信号的产生模型,分析了光纤色散导致的相位影响,并通过仿真实验验证了系统的可行性。结果表明,经95km光纤传输后,系统的眼图仍清晰张开。     

基于光纤传感的车辆行驶信息采集系统

根据光纤法珀干涉原理,结合分布式光纤传感(DFOS)的原理及特点,提出的一种新型的基于光纤传感的车辆行驶信息采集系统。相比压电薄膜传感器方法,分布式光纤传感方法具有响应速度快,灵敏度高的特点,由于光纤具有很低的信号传输损耗,传感信号可以传输得很远。分布式光纤传感交通车辆信息检测系统易于和光纤通信网络融合,可实现大范围的信息集成统计。     

基于光纤传感和小波变换的管道泄漏定位技术

研究了一种基于Sagnac光纤干涉仪原理的分布式光纤管道泄漏检测和定位技术,利用单模光纤作为分布式传感器,可以有效地检测管道沿线所发生的泄漏信息,并实现泄漏点定位。阐述了检测系统的组成和工作原理,分析了检测系统定位方法。采用小波阈值消噪对泄漏信号进行处理,可以有效地提高零点频率的辨识性。结果表明:该检测技术具有较高的测试灵敏度和定位精度。     

基于光纤传感及小波分析的管道泄漏检测与定位技术

利用一条高双折射单模光纤和一根普通单模光纤构成分布式光纤传感器,通过检测管道沿途发生的泄漏信息,可以实时地监测管道沿途发生的泄漏情况;用在时频域中具有表征信号局部特征能力的小波分析的方法确定光纤两端两个测试信号的时延,进而即可确定泄漏点的位置.文中阐述了其测试原理和泄漏点定位方法,理论分析和仿真试验结果表明,该方法可以有效提高管道泄漏测试的灵敏度和定位精度,非常适用于管道小泄漏点的检测.     

基于压电陶瓷相位调制器的外调制相位生成载波法研究

对基于压电换能器PZT(Piezoelectric Transducer)的外调制相位生成载波PGC(Phase-Generated Carrier)法进行了深入的理论分析和实验研究.PZT光纤相位调制器利用电致伸缩效应来改变缠绕在其上面的光纤的长度,进而实现对光纤中光相位的周期性调制.在马赫曾德尔光纤干涉仪MZI(Mach-Zehnder Interferometer)的参考臂中加入该光纤相位调制器便可以将载波信号调制到光纤干涉仪的输出信号当中.计算机仿真分析了调制参数对PGC解调结果的影响.并通过实验验证了这种调制解调方案的可行性.利用美国国家仪器公司的数据采集系统及Labview编写的解调算法,在臂长为200 m的MZI中成功实现了相位解调,恢复出MZI传感臂中的原始相位信息,解调信号与原始信号的相关系数在0.99以上.     

基于CORDIC的交流相位跟踪零差补偿方法及其实现

为了消除温度、振动等环境因素在光纤干涉测量中的影响,发展了一种基于交流相位跟踪零差补偿(PTAC)的干涉条纹相位稳定技术。利用马赫-泽德光纤干涉仪结构和杨氏双孔干涉原理实现高密度的余弦分布干涉条纹投射。光纤端面菲涅尔反射与光纤耦合器构成迈克尔逊干涉结构,光电探测器检测迈克尔逊干涉仪的输出信号。相位稳定子系统采用相位生成载波(PGC)方法提取环境因素引起的光纤干涉臂相位差,结合坐标旋转数字式计算机(CORDIC)求解相位差,并生成补偿信号反馈给压电陶瓷(PZT)驱动器,实现条纹相位的稳定。该系统相位解调精度达2.75 mrad,环境因素对干涉条纹相位的影响低于53.43 mrad。实验结果验证了该相位稳定方法的可行性。     

基于PGC光纤传感器的全数字化解调设计与分析

介绍了一种基于Mach-Zehnder和Sagnac混合干涉型分布式光纤传感器的相位产生载波(PGC)全数字化解调系统.针对GD32F103信号算法处理芯片,进行了PGC数字解调系统的设计,对系统性能进行了分析,最后与模拟解调效果进行了性能对比分析.实验待测信号为0～50 kHz,理想情况下管道泄漏点距离法拉第旋转镜距离为8045 m,实际情况下距离为8188.7m,绝对误差为143.7m,相对误差为1.75％.本数字系统具有良好的稳定性和较高的定位精度.     

双模光纤传感器的研究

分析了椭圆芯双模光纤的传输特性及其传感原理，作为例子，具体描述了双模光纤在光纤纵向应力传感方面的应用。     

一种利用偏振控制器测量径向受力光纤双折射的方法

该文提出了一种基于偏振态检测技术的利用偏振控制器和光纤偏振器测量径向受力光纤双折射的方法,起偏器和检偏器本身不用旋转而依靠光纤在偏振控制器绕制的半波片使光纤中的偏振态旋转,从而达到在线测量受力光纤双折射的目的。     

两种典型的光纤传感器研究现状与发展趋势

介绍了两种典型光纤传感器的研究和应用情况,提出了光纤传感器存在的问题及发展方向,为光纤传感器的深入研究提供了有益参考。     

刻纹光纤温度敏感性的研究

从理论上分析了温度变化对刻纹光纤中传输光功能率的影响，计算出它的输出功率的温度灵敏度δＰ／Ｐ．δＴ为１０＾－６／℃量级。     

光纤传感技术的军事应用

光纤传感器以其独特的优点和功能，引起了各国政府和军方的高度重视。本文综述了光纤传感技术在军事方面的一些典型应用及研究进展。     

光纤Bragg光栅传感器的解调方法概述

在各种光纤传感器中,光纤Bragg光栅(FBG)传感器是近几年来研究的热点。研究光纤光栅传感器的关键问题是光纤光栅的信号解调,即波长微小移位的检测问题。概述了光纤光栅传感器解调原理,并从响应特性分类角度对光纤光栅的几种解调方法进行了分析比较。     

蓝宝石高温传感光纤的生长

本文采用自制的激光加热浮区生长(LHPG)装置,研究了用于高温传感器探头的蓝宝石单晶光纤的生长特性及性能.结果表明,蓝宝石单晶光纤的品质取决于其生长工艺条件.文中给出了生长蓝宝石单晶光纤的最佳工艺参数.     

光纤传感技术在智能电网中的应用

首先介绍了光纤传感技术的原理,并对其优点进行了总结,概述了光纤传感技术在电力系统温度监测、输电线路监测及气体监测中的应用。最后对光纤传感技术在电力系统的应用前景进行了展望。     

纤维检测中交叉图像的分离方法

在商品质量检测中经常要对纤维及动物毛发等微细线状物进行检测,方法已由传统逐步向数字图像处理等转变,通过从数字图像提取特征来进行识别。在获取的图像中,有许多纤维图像是交叉的。为了更好地进行分析,本文就如何分离交叉在一起的纤维进行了分析,综合利用现有的图像处理技术,提出了解决这一问题的方法。     

纤维检测中交叉图像的分离方法

在商品质量检测中经常要对纤维及动物毛发等微细线状物进行检测，方法已由传统逐步向数字图像处理等转变，通过从数字图像提取特征来进行识别。在获取的图像中，有许多纤维图像是交叉的。为了更好地进行分析，本文就如何分离交叉在一起的纤维进行了分析，综合利用现有的图像处理技术，提出了解决这一问题的方法。