分布式以及准分布式光纤传感器研究进展

针对光纤传感器的现状,简单介绍了分布式以及准分布式光纤传感器的特点、优势及应用领域,在此基础上列举了国内外在单参数与多参数技术要求下的最新研究成果,并对单参数分布式光纤传感器和多参数准分布式光纤传感器在改善光源、光纤结构及解调技术方面的研究进行了对比分析,最后对其未来发展趋势进行了展望.     

基于OFDR裸光纤表面粘贴式应变传递的分析及试验研究

分析了光纤传感器应变传递率的影响因素,进行了粘贴式光纤传感器等强度梁试验.光纤传感器监测结构材料中应变分布的能力取决于材料与光纤之间的键合特性.取粘贴长度和胶体剪切模量两个参数,研究了分布式光纤传感器应变传递的顶端效应.结果 表明:延长粘贴的光纤长度或提高胶体的剪切模量,可以使高应变传递段加长.工程应用中应选用剪切模量高的胶黏剂,粘贴长度应在粘贴测量段两端多粘贴5 cm,以保证测量段可以得到相对精确的应变结果.     

基于布里渊散射的分布式光纤传感器的发展

介绍了基于布里渊散射的分布式光纤传感器当前的进展及趋势.给出了基于布里渊散射的分布式光纤传感器的原理,介绍了基于光纤光时域反射的BOTDR、BOTDA和BOFDA的分布式光纤传感器,以及基于受激布里渊散射能同时测试应变和温度的分布式光纤传感器,并指出了遇到的问题.使读者详细了解基于布里渊散射的分布式光纤传感器当前的进展及发展趋势.     

分布式光纤传感系统数据采集软件设计

分布式光纤传感器可测量大范围的信息,但主流的分布式光纤传感器的界面只给出了测量数据的曲线,难以得到直观数据和进行二次分析处理。文章设计了一种分布式光纤温度传感器的数据采集软件。该软件避免了原系统从曲线上读取数据可能产生的误差,可采集任意段的温度,并实时显示,可导出数据以方便对数据进行二次处理分析。文章对分布式光纤传感器在测温领域的研究和推广有一定的指导意义。     

辐射对光纤传感器性能影响的研究进展

介绍了在辐射环境中研究应用前景较好的几种主要的光纤传感器.结合已初步完成的布里渊传感器的相关实验,详细阐述了光纤布拉格光栅传感器、法布里-珀罗光纤传感器、分布式光纤传感器和传输光纤在受到辐射时其性能发生变化的研究进展.简要分析了辐射对光纤传感器性能影响的几种不同观点,并分别展望了光纤传感器在辐射环境中的应用前景.     

基于布里渊散射的分布式光纤传感器的发展

介绍了基于布里渊散射的分布式光纤传感器当前的进展及趋势,给出了基于布里渊散射的分布式光纤传感器的原理,介绍了基于光纤光时域反射的BOTDR,BOTDA和BOFDA的分布式光纤传感器,以及基于自发布里渊散射能同时测试应变和温度的分布式光纤传感器,并指出了遇到的问题,使读者详细了解基于布里渊散射的分布式光纤传感器当前的进展及发展趋势.     

全分布式光纤应力传感器的研究新进展

全面综述了全分布式光纤应力传感器的发展概况.对光后向散射技术、光学非线性效应、模式耦合技术和光干涉技术的主要研究方案进行了评述,重点介绍和分析了实现高空间分辨率和动态应力测量的新技术.最后展望并讨论了全分布式应力传感器的发展趋势和应用前景.     

分布式光纤振动传感技术研究

分布式光纤振动传感技术具有精度高、动态范围大、响应频带宽、隐蔽性好等优于传统振动传感器的鲜明特点,可用于大坝、桥梁、地矿监测、车辆及机械运行监测、火灾报警、管道泄漏报警及重要区域安防报警等领域,应用前景广阔。本文主要介绍了分布式光纤振动传感器相关技术及种类,并对分布式振动传感技术的发展方向和应用领域进行展望。     

分布式光纤传感器的应变测量方法及其应用

基于背向瑞利散射的分布式光纤传感器是对应变、温度耦合敏感的高分辨率传感器。针对应变测量方面,研究对比了分布式光纤传感器及电阻式应变片在应变测量方法上的区别。通过钢板单向拉伸试验,分别从测量精度、线性度及可重复性等方面研究对比了分布式光纤传感器及电阻式应变片的测量数据。通过非等厚度悬臂梁弯曲试验,分析分布式光纤传感器在应变测量方面的优势,并借助于分布式光纤传感器的应变测量数据,重构结构表面应变场。     

干涉型光纤应变传感技术的发展与应用

详细论述了干涉型光纤应变传感器的特点、分类及各自的工作原理,包括麦克尔逊型、马赫-泽德型、萨格奈克型、法布里-珀罗型干涉仪的应用介绍;分析并比较了各类干涉应变传感器的性能指标和参数;给出了其各种类型传感器的适用范围;并且对近几年来的干涉型光纤应变传感器的新应用进行了重点介绍.分析表明,随着科学技术的不断发展,干涉型光纤应变传感器将在各种工业领域发挥更多更重要的作用.     

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.     

分布式光纤传感器在数字油田应用中的研究进展

分布式光纤传感器根据其原理可以分为瑞利散射分布式光纤传感器,拉曼散射分布式光纤传感器以及布里渊散射分布式光纤传感器。分布式光纤传感器因具有测量范围宽,测距长,高灵敏度和高精度而得到广泛应用,但它在油田领域的一些应用却相对陌生。本文的目的在于阐述分布式光纤传感器在数字油田应用中的研究进展,反映国内外对这块领域研究的现状,分析各种分布式光纤传感技术的优缺点,以此使得其在数字油田中有更好的应用前景。     

一种新型光纤传感器的应用研究

光纤传感技术以其一系列的优势而倍受人们广泛关注．在本文中，基于迈克尔孙干涉的原理，介绍了一种新颖的光纤传感器；描述了应用该传感系统对液体表面张力进行非接触测量．实验结果比传统测量方法精度大大提高．该传感系统结构简单、抗干扰能力强，测量精度高．文中介绍的测量方法克服了传统测量方法的缺陷，提高了测试精度，拓宽了光纤传感技术的应用范围。     

基于OTDR的分布式光纤传感器原理及其应用

介绍了分布式光纤传感器的当前进展及发展趋势.总结了基于光时域反射(OTDR,BOTDR,ROTDR)的分布式光纤传感器的原理、优缺点、应用领域以及在应用中存在的问题.同时对当前产品的测量精度、测量范围等进行了归纳.     

分布式光纤传感技术在蜗壳模型试验中的应用

分布式光纤传感器与传统应变片和光纤光栅传感器相比,具有分布式测量的显著特点,成为传感器领域的研究热点。随着技术的进步,基于瑞利散射的光频域反射技术(OFDR)得到了迅速的发展。该文介绍了OFDR的测量原理,并将分布式光纤传感器应用于蜗壳模型试验中。为检验蜗壳充水后的变形规律,检查蜗壳和混凝土的整体安全性和设计的合理性,对蜗壳试验过程中外围混凝土应变进行监测。通过分布式光纤传感器在每级水压加载下产生的应变,获得蜗壳模型外部变形以及裂缝发展的情况。实验结果表明,分布式光纤传感器能够真实地反应结构物的应变分布,及时准确地监测蜗壳模型在加压作用下混凝土变形及开裂情况,对结构的损伤进行识别。     

布里渊光时域分析仪与马赫-曾德尔干涉仪共同检测传感技术

布里渊分布式光纤传感器适用于测量静态的温度/应力,而马赫-曾德尔干涉仪分布式光纤传感器(DOFS)可测量动态的应变变化。许多应用场合需要静态和动态的传感信息,这是单机理分布式光纤传感器难以达到的。由于布里渊光时域分析仪(BOTDA)和马赫-曾德尔干涉传感器都采用双向环路传感光纤结构,通过共用光源和主要光器件,将布里渊光时域分析仪和马赫-曾德尔干涉传感器相结合。利用布里渊传感测温度,马赫-曾德尔传感器测振动,从而可实现多机理多参量传感。搭建了25 km传感实验系统,对于马赫-曾德尔振动传感,定位精度达到60 m,并可计算振动频率;对于布里渊传感,在没有振动时传感光纤的始端和末端都为2 ℃的测量精度,但在振动时得到始端为3 ℃、末端为4 ℃的测量精度。     

分布式光纤测温系统在石油测井中的应用

重点论述了观察井测温在油田开采中的重要性和所面临的问题,介绍了分布式光纤温度传感(DTS)技术原理以及在油田温度监测中的应用.最后展望了光纤分布式测温传感器在油田测试中的应用前景.     

Electromagnetic field photonic sensors

In this paper, we review the different configurations proposed for electromagnetic field optical sensing. Intrinsic and extrinsic optical fiber sensors for electric and magnetic field measurement are examined, including those realized jacketing the fiber by magnetostrictive, conductive, electrochromic and polymeric materials and those measuring induced strain by magnetostrictive, electrostrictive and piezoelectric transducers. Extrinsic optical fiber sensors exploiting magneto-optic, electro-optic and Joule effects are also presented.Moreover, integrated optical electric and magnetic field sensors in which microwave signal provided by an antenna modulates the optical signal generated by an optical source are reviewed. Finally, active and coupled resonators based on electric field sensors are investigated.