光纤光栅用于应变/温度传感初探

本文介绍了光纤光栅应变和温度传感的原理，完成了光纤光栅用于应变和温度传感器的初步实验。分析表明波长为８２７ｎｍ的光纤光栅应变灵敏度为０．６５ｐｍ／ｕε，温度灵敏度为５．２ｐｍ／Ｃ。     

光纤光栅温度传感器

本文提出了一种新型的光纤光栅温度传感方案,利用微机控制光纤激光器波长扫描寻址方法实现了传感信号的解调。理论上分析了系统的响应特性,并同实验结果进行了比较。     

测量液体折射率与浓度的光纤光栅传感器

基于长周期光纤光栅的耦合模理论,从简化的三层光纤模型出发,研究了外界环境折射率变化时长周期光纤光栅传输谱的变化,并对氯化钠溶液的浓度和折射率进行了验证。实验结果发现,长周期光纤光栅的谐振波长与氯化钠浓度的变化近似成线性关系,而与折射率成二次曲线关系,这与数值模拟的结果一致。采用长周期光纤光栅测量液体的浓度和折射率的方法结构简单,且传感信号属于波长解调,避免了光强波动及光纤损耗的影响,整个传感系统全光纤化,能够实现对环境介质的在线、实时、快速、精确测量,还可用于特殊测量场合,实现远程遥测功能。     

基于光纤光栅和虚拟仪器的桥梁监测技术研究

光纤光栅传感网络采用波长进行编码,对物理量进行全光测量,是大型结构监测理想的传感技术。虚拟仪器在信号分析、数据存储、网络传输等方面为开发测试系统提供了优越的条件。光纤光栅传感网络与虚拟仪器结合的大型桥梁健康监测技术满足了工程实践的迫切需要。     

基于光纤光栅和虚拟仪器的桥梁监测技术研究

光纤光栅传感网络采用波长进行编码,对物理量进行全光测量,是大型结构监测理想的传感技术.虚拟仪器在信号分析、数据存储、网络传输等方面为开发测试系统提供了优越的条件.光纤光栅传感网络与虚拟仪器结合的大型桥梁健康监测技术满足了工程实践的迫切需要.     

光纤光栅传感技术的原理与应用

简要介绍了光纤光栅传感技术的基本原理：通过测量波长的漂移实现对被测量的检测；介绍了光纤光栅所具备的传统光纤传感器所没有的特点：自定标和易于在同一根光纤内集成多个传感器复用；以及光纤光栅在高精度测温领域、高分辨率应变测量领域、高分辨率液位测量领域三大方面的应用。     

光纤光栅传感技术的原理与应用

简要介绍了光纤光栅传感技术的基本原理:通过测量波长的漂移实现对被测量的检测;介绍了光纤光栅所具备的传统光纤传感器所没有的特点:自定标和易于在同一根光纤内集成多个传感器复用;以及光纤光栅在高精度测温领域、高分辨率应变测量领域、高分辨率液位测量领域三大方面的应用.     

LabVIEW实现光纤光栅传感解调

结合虚拟仪器技术和光纤光栅传感技术,自行设计了一套光纤光栅传感解调系统.系统采用匹配解调法实现波长编码传感信号的解调,匹配光栅由压电陶瓷驱动,压电陶瓷上施加了正弦电压,从而传感信息转换为解调信号在一个正弦周期内相邻两波谷之间的时间间隔.LabVIEW解调程序是解调系统的关键部分,实现数据采集控制,解调信号提取,过程运算和结果显示.通过线性标定实验得到系统的传感解调特性,系统用于应变测量,应变分辨力为1με.     

基于光纤自适应耦合和自调谐的光纤光栅传感系统设计

针对光纤光栅传感系统应用中面临的应变弱和可靠性不稳定等问题,研究并设计了一种基于自适应耦合切换和自调谐光纤光栅传感系统;主要从事首先,基于光纤光栅的波长边化特点和多耦合特性设计了自适应耦合功能器件,并依据波长交叉点特性建立了长-短周期切换算法,然后考虑了波长对工作电压和耦合周期的影响特点,设计了支持自调谐功能的光纤光栅传感器及其调谐算法,最后给出了具有自适应多耦合切换和自调谐功能的光纤光栅传感系统;主要从事实验表明,在检测精度、抗干涉能力和应变能力等方面,所提方案表现出了明显优势.     

基于线阵图像传感器的光纤光栅传感解调技术

对比线阵CCD，CMOS图像传感器和InGaAs图像传感器的原理、特点和性能，提出了基于InGaAs图像传感器的光纤光栅传感解调技术，并设计了基于线阵InGaAs图像传感器的光纤光栅传感解调系统，而且通过计算机控制单独对应力和温度变化进行了测量实验，得到了理想的结果．基于线阵InGaAs图像传感器的解调系统不但测量精度和分辨率很高，而且基本上实现了光纤光栅传感的智能化，为光纤光栅传感的工业化奠定了基础，具有很好的应用前景.     

一种光纤光栅振动与温度同时区分测量的解调方法

研究了一种可实现振动与温度同时区分测量的光纤光栅解调方法。利用放大自发辐射光源在1 530 nm附近有一段线性区做边缘滤波器进行滤波解调,用匹配光栅将传感器中的温度与振动信号区分开而实现两者的区分测量。实验证明了此方案的可靠性,解调系统的静态波长灵敏度为1 785.6 mV/nm,波长和温度的分辨力分别达到了0.56 pm和0.044℃。该解调系统结构简单、成本低、分辨率高,可以实现对温度与振动同时监测的工程应用。     

基于F-P标准具的光纤光栅应变传感解调系统

光纤光栅作为光纤无源器件,利用其能在窄带内形成滤波器或反射镜这一特性,在光纤通信、光纤传感等领域得到了广泛的应用。用步进电机调节射入F-P标准具光束的入射角可调节透过F-P标准具的光波波长,由聚焦在线阵CCD上的透射光的位置即可得到光栅反射光波的波长。经过试验证明:其测量精度达到0.1 nm。     

An all-optical photoacoustic spectrometer for trace gas detection

An all-optical photoacoustic spectrometer based on the diaphragm-based extrinsic Fabry-Perot interferometer (EFPI) fiber acoustic sensor for trace gas detection at atmospheric pressure and room temperature is first developed. The diaphragm-based EFPI fiber acoustic sensor is used to replace the conventional acoustic sensor in this system. Tunable erbium-doped fiber ring laser (TEDFRL) with an erbium-doped fiber amplifier (EDFA) is used as the excitation light source for the generation of the photoacoustic (PA) signal. A first longitudinal resonant PA cell with double absorption optical path is used to improve the sensitivity of the system. The advantages of all-optical photoacoustic spectrometer are immunity to electromagnetic interference, safely in flammable and explosive situations, and long distance sensing. This system is developed for the continuous and real-time measurement of acetylene gas at room temperature and atmospheric pressure. With the wavelength modulation and lock-in harmonic detection method, the minimum detectable limit of 1.56 parts-per-billion (ppb) volume acetylene (signal-to-noise ratio, SNR = 1) at the 1530.37 nm transition line was achieved.     

双干涉式微位移测量系统的研究与性能改善􀀁

本文提出了光扫描光纤传输双Ｆａｂｒｙ－Ｐｅｒｏｔ干涉系统用于测量绝对为微位移,该系统把扫描波长作为内部转换参数,采用参考长度与敏感头间隙长度比较,从而得到绝对测量值。     

Optical fiber sensing element based on luminescence quenching of silica nanowires modified with cryptophane-A for the detection of methane

An optical fiber sensing element based on luminescence quenching of cryptophane-A/silica nanowires was successfully constructed and used to dynamically monitor methane gas at low concentration below 3.5% (v/v). The optical fiber device was designed to operate via luminescence reflection. The sensing properties of optical sensing element to methane at room temperature were characterized. The sensing element shows an intensive and stable blue luminescence when excited by UV light source at wavelength of 380 nm, and it is efficiently quenched by molecular methane. The response of the sensing element demonstrates excellent linear Stern-Volmer behavior at the fixed wavelength 439 nm within the methane concentration range between 0.1% and 3.5% (v/v). A detection limit of below 0.1% (v/v) is estimated for the methane sensing element. This newly developed methane sensing element has significant advantages over the currently available methane sensors such as fast response and recovery (within seconds), good repeatability, selectivity, and long-term stability.     

智能服装中光纤Bragg光栅心音检测方法的研究

研究基于光纤光栅智能服装心音检测的理论和方法.根据光纤光栅应变效应和圆形膜片振动原理,建立了心音传感数学模型,推导出心音灵敏度计算公式.设计了光纤光栅心音传感器结构并制作出样品,其灵敏度理论值为957.11 pm/kPa.用所设计的传感器对人体心音进行实测,反射波长变化范围约70pm.在体温不变的情况下,光纤光栅反射波...     

基于全光纤马赫2曾德尔干涉仪的电压传感研究

利用压电陶瓷（PZT）的电致伸缩效应,我们报道了一种全光纤马赫－曾德尔干涉仪（MZI）电压传感器,对直流电压传感特性进行了实验研究,采用波长定标法,在消除环境干扰的情况下,当直流电压在－58－58V范围内变化时,波长改变了3.86nm,调谐灵敏度为0.033nm/V,线性拟合度为0.9985。     

热辐射型光纤高温传感器及其性能研究

介绍了一种光纤高温传感器及其测温原理和测量方法,研究了传感器的设计结构、稳定性、一致性和互换性等。系统根据黑体热辐射原理,采用双波长比色测温法和光纤传感技术来实现准确测温。结果表明:"接触—非接触"式的测温结构避免了光纤直接接触高温源,传输光功率衰减对传感器测量精度的无影响,传感器具有很好的一致性,完全可以互换使用,也可实现高温高压设备中的温度测量。     

基于FFP可调滤波器的FBG解调系统设计

提出并实现了一种基于FFP可调滤波器的FBG解调系统.该系统通过PC104嵌入式系统控制的D/A输出信号,作为可调滤波器的控制信号,对光纤上的所有光栅连续扫描以实现波长信号的解调.该解调系统扫描带宽50 nm,以10 Hz频率进行扫描,可以得到稳定的测量信号.