光纤布拉格光栅电气测温系统的研究和设计北大核心

为了避免电力系统中设备或者线缆发热引起火灾事故,实现对电气设备的在线温度监测已成为电力系统安全与稳定的重要保障。文章设计并实现了一种高速率、高精度和低成本的适合工程应用的分布式光纤光栅电气测温系统,对陶瓷封装的光纤光栅传感器的温度响应特性进行了实验验证,结果表明,光纤光栅传感器的反射波长与温度具有良好的线性关系。通过对电力高压开关柜的长期温度监测,证明了该系统具有良好的稳定性和较高的测温精度,适用于电力系统测温领域。     

啁啾型FBG温度测试系统的设计与实现

为了实现长距离、大范围的温度在线监测,设计了基于啁啾调制技术的光纤布拉格光栅温度监测系统。采用线性啁啾结构获得更大回波带宽,从而在单根光纤上集成更多的FBG探测器。计算了光栅尺寸、啁啾系数与光栅周期的函数关系,设计了调制方式及范围。实验由宽带光源、光纤及耦合器、FBG探测器及F-P解调仪组成,调制范围为1530.0~1550.0 nm。对15℃~55℃内温度进行测试,测温结果与WR-220型温度探测器作对比,结果显示,均匀型FBG与啁啾型FBG的温度检测结果基本一致,精度均满足设计要求。但采用啁啾型FBG的系统回波带宽大,可调制能力强,单根光纤上可载入FBG探测器数量是均匀型FBG系统的3倍以上。该结构在不增加硬件的基础上提高了系统的测温能力,具有很好的实用性。     

光纤光栅感温火灾探测器在油罐区的应用

文章介绍油罐区设置光纤光栅感温火灾探测器必要性,光纤光栅感温火灾探测器的系统组成和技术要求,明确光纤光栅感温探测器在储罐上安装方法和设置原则,光纤光栅感温探测器能及时安全可靠的对油罐火灾进行监测和火灾报警。     

基于光纤光栅传感器高压开关柜温度监测系统设计

本文针对高压开关柜温度监测问题,提出了一种基于光栅原理的温度监测系统。文章首先阐述了高压开关柜温度监测在电力系统中的重要性,其次对国内外目前的监测手段进行简要介绍,再次阐述了光线光栅的测温原理,最后对设计的光纤光栅温度监测系统进行阐述。本文依据光纤光栅传感器的测温原理,对高压开关柜温度监测问题进行了有益探索,对实际应用具有一定的指导意义。     

一种双通道光纤光栅温度检测系统的研究

光纤光栅以其独特的优点,在温度测量中得到了越来越广泛的应用.在用分布式光纤光栅阵列进行测温时,由于受到传感光栅之间的缓冲区和探测范围的限制,使得测温点数有限.文章提出了基于光强的双通道分布式光纤光栅温度检测系统,在未改变缓冲区和探测范围的前提下,扩展了测温点数.     

低碳钢薄板TIG焊热影响区温度光纤光栅测量

为了对焊接热影响区温度和应变的实时测量及控制,以光纤光栅作为传感器对低碳钢薄板的TIG焊热影响区进行了温度场网络测量.采用金属化保护的方法对裸光栅进行了保护和温度增敏;测量并标定了金属化光纤光栅的温度特性;采用光纤光栅和传统的热电偶进行了单点测温,并进行了对比分析;对经历了焊接热影响区高温的光纤光栅进行了温度特性分析.进行了多点温度的网络测量;分析了光纤光栅测量焊接温度和变形存在的问题;提出并设计了一种基于光纤Bragg光栅的焊接应变、温度同时测量的方法和多点测量系统.     

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。     

分布式光纤光栅测温技术在线监测电缆温度

简要介绍了分布式光纤光栅测温技术的基本原理和特点,探讨该技术在电缆温度在线监测中的应用前景。对光纤光栅温度传感器的封装进行了优化设计,并将其安装在220 kV高压电缆上进行为期一年的现场试验,考察了系统的测温精度、响应时间及运行可靠性等指标,试验结果表明该技术测温误差小、响应时间短、运行可靠且能实现长距离测量,可有效应用于电缆温度在线监测,为电缆载流量的确定提供有效的参考依据,避免电缆火灾事故。最后在工频击穿试验中验证了该技术为电缆绝缘在线监测提供了一种新的思路和方法,值得推广。     

用低反射率光栅阵列实现智能复合电力电缆温度监测

针对现有的电缆温度监测方法主要存在无法检测电缆内部温度和测温时易受到应力影响等缺点。针对此本文研究采用低反射率光栅(wFBG)阵列智能复合电力电缆温度监测技术,用于实时监测电缆内部及外部的温度分布情况。通过免应力光栅阵列,解决了复合电缆和光缆的过程中因光纤受力而影响光栅波长准确测量从而造成对温度的影响问题。系统通过检测wFBG波长漂移得到温度信息从而实现高灵敏度高空间分辨率的智能电缆的分布式温度在线监测。搭建了基于wFBG阵列的复合电力电缆实验系统,结果表明,该系统可以实现对电缆内部及外部温度的高精度、高空间分辨率分布式测量,电缆沿线空间分辨率达到10 cm,测温精度达到0.1℃。该低反射率光栅阵列智能复合电力电缆温度监测系统可以满足智能电网运行的实际需要。     

基于光纤光栅的射频同轴开关簧片温度测试研究

对基于光纤光栅测温原理的射频同轴开关内部簧片温度检测进行了研究,并使用了由聚酰亚胺涂覆的光纤光栅。温度校准后,外界温度与光纤光栅中心波长拟合直线的线性度为99.914%。温度每上升1 ℃,中心波长漂移10.39 pm。将校准后的光纤光栅置于射频开关簧片处进行测温试验。结果表明,射频开关的内部温度达到300 ℃时,光纤光栅理论上的中心波长偏移误差为0.02 nm,相应的温度重复测试误差为2 ℃。该研究为射频同轴开关内部簧片的温度检测提供了有效方法。     

基于分组测量和边沿滤波的大容量光纤光栅快速传感系统

应用分组测量和边沿滤波实现了大容量光纤布拉格光栅(FBG)快速传感系统的设计。在传统的时分复用光纤光栅传感系统中对传感光栅按位置进行分组,然后按组分别进行测量,避免了单次测量中探测器动态范围的限制,对其进行重复利用,延长了系统的测量距离;同时利用边沿滤波法实现了快速的波长解调,能够在一次测量中解调出该分组所有光栅的波长信号,大幅加快了系统的测量速度,有利于实现更高的扫描频率。实验结果表明,本系统在温度传感测试中获得了0.9913的解调线性度,误差在1.36℃以内。     

基于光纤光栅的射频同轴开关簧片温度测试研究

对基于光纤光栅测温原理的射频同轴开关内部簧片温度检测进行了研究。使用聚酰亚胺涂覆的光纤光栅,经温度校准后,外界温度与光纤光栅中心波长拟合直线的线性度为99.914%。温度每上升1℃,中心波长漂移10.39pm。将校准的光纤光栅置于射频开关簧片处进行测温试验,算得射频开关内部温度升温到300℃,理论上中心波长的偏移误差为0.02 nm,相应温度重复测试误差为2℃。结果表明,该研究可为射频同轴开关内部簧片温度检测提供有效方法。     

光纤光栅传感器阵列在空间温度场测量中的应用

提出了一种基于光纤光栅(FBG)的温度传感测量系统,其可应用于空间温度场的分析与研究。该系统主要由FBG阵列、光纤解调仪和上位机组成,可以在复杂的环境下进行实时多点测温,实现对环境中的温度场进行监控与温度记录。经实验验证,该测量系统准确的实现了对空间中各点温度的实时测量。该系统具有空间分辨率高,响应速度快,抗电磁辐射等特点,为空间温度场研究及特殊工况下的温度场监测提供了有力手段。     

基于Davinci DM6446的红外电力检测系统测温算法实现

针对传统红外电力检测中存在的缺点,采用TI公司的Davinci技术,设计并实现了一种基于DM6446的改进型测温算法。首先对达芬奇技术和红外电力检测系统进行了阐述,然后介绍了测温算法的原理,重点对改进的测温算法及其实现进行了详细分析。测试结果表明:系统能够有效测量电力设备温度,实现了电力系统的实时检测。     

基于虚拟仪器的光纤光栅温度传感系统设计

在简要阐述虚拟仪器技术Labview7.1和光纤光栅测温原理的前提下,介绍了一种基于虚拟仪器技术的光纤光栅温度传感系统,包括系统的硬件和软件结构.重点说明了如何利用虚拟仪器工作平台(Labview7.1)来实现数据的采集、处理、显示、保存以及查询等功能,从而快速、智能化地实现光纤光栅波长移位的检测,进而得到准确的被测对象温度曲线.该系统具有界面形象、操作方便、可靠性高、功能全和可扩展性强等优点.     

飞秒写光纤光栅激光器有源高温传感技术

针对光纤光栅型光纤激光器有源温度传感技术只能进行较低温度以及较小范围温度测量的问题,提出一种飞秒写光纤光栅型光纤激光器高温传感测量系统.将飞秒写光纤光栅嵌入到光纤环形腔结构中,同时作为温度敏感元件和激光波长反馈器件,设计搭建了飞秒写光纤光栅型激光器光路.此光路系统输出光信号带宽为3.45 GHz峰值强度为31.94 dBm,2h内连续光谱检测最大波长漂移为3.25 pm,可视为无跳模现象,实现了高达60 dB的高信噪比、窄线宽、高功率信号输出,同时输出光信号可线性表征光纤光栅温度感应.实验结果表明此传感系统实现了50℃到1000℃大范围温度的线性传感检测,线性度可达0.9975,波长·温度灵敏度为13.8 pm/℃.     

基于荧光光谱的温度采集系统设计

本文基于光纤荧光的测温机理介绍了测量系统的总体结构及荧光信号检测电路,利用该系统通过检测荧光物质寿命实现了温度测量。本系统能够对被测对象进行精准度较高的温度检测。     

光纤光栅传感技术在隧道火灾监控中的应用

分析了国内现有的隧道火灾监控系统现状,介绍了光纤光栅传感技术的原理,阐述了这一新技术在工程应用中的优点,并提出了基于光纤光栅感温探测器的隧道火灾报警监测系统,并结合工程实例介绍了该系统在隧道火灾监控中的应用。     

高精度准分布式光纤光栅传感系统的研究

利用一个经过温度补偿封装的长周期光纤光栅解调系统中所有测量点的传感光栅的波长漂移,实现了实时、高效解调的准分布式测量.理论研究表明该系统适用于对温度、应变等参量的多布点准分布式测量.并以温度为例从实验上研究了高精度的准分布式光纤光栅传感系统.通过改善每个测量点的测量精度来提高整体系统的测量精度.利用金属槽对传感光纤布喇格光栅进行增温敏封装,使其温度灵敏系数比普通裸光栅提高了3.6倍,并利用经过温度增敏封装的光栅作为传感元件,在110℃(-50 ℃-60 ℃)的动态范围内实现了精度为0.04- ℃的多布点准分布式温度测量,理论分析与实验结果一致.     

基于调谐滤波的光纤光栅解调技术研究

用宽带光源和自主研制的波长选择器IPD构成可调谐窄带光源, 对测量光纤光栅阵列和参考光纤光栅进行波长扫描, 借助光电探测器和DSP信号处理系统实现复用传感系统的解调.采用梳状滤波器进行波长校准,大大提高其检测精度.实验表明:该解调方案是可行的, 且可获得较高的信噪比和测量精度, 每个通道具有对15个以上FBG进行寻址解调的潜在能力.