透射式光纤气体传感器的研究

本文介绍了一种新型光纤气体传感器。它是以微机械加工为手段,以光纤传感为基础研制的。它除具备其它光纤传感器的优点外,还具有结构简单、测量方便、选择性好、不需较多的光学仪器、成本较低的特点。因而有着较为广阔的发展前景。     

谐振式低速气体流速微传感器的理论建模

首次提出一种基于昆虫风速感受器的微型谐振式传感器,用以测量低速气体流动。基于有限元分析提出气体雷诺数与其绕流无限长平板时的粘滞系数的数值关系,给出无限长平板的尺寸对于上述关系的影响。基于上述关系,推导这种微传感器在测量低雷诺数气体流动时的理论模型,得到气体流速与谐振子固有频率偏移的关系。使用有限元分析来评估这种设计,其结果表明,当气体的雷诺数低于1时,这种传感器的输入与输出成线性关系,其灵敏度达到1．6 Hz/（cm·s^-1）。     

气压和流速对微热板气体传感器的影响

微热板具有加热功耗低和热电动态响应快的优点,是集成气体传感器等微传感器的核心部件.通过实验测定,介绍气压和流速对微热板气体传感器性能的影响.     

流速对半导体气体传感器响应的影响分析

半导体气体传感器被广泛应用在电子鼻系统中用于检测可燃性气体。然而,半导体气体传感器对环境变化非常敏感,从而影响电子鼻识别目标气体浓度的精度。文章通过实验研究了气体流速对传感器响应曲线及特征参数的影响,研究结果表明,流过传感器的流速对传感器的动态响应和稳态响应都有影响。流速越大,传感器的响应时间和恢复时间越短,灵敏度越高,基线电压越小,不同传感器的稳态响应电压受流速的影响趋势不同。流量小于200 sccm时,传感器受流速变化的影响较大,当流量大于500 sccm以后,传感器受流速变化的影响已越来越小。     

光纤甲烷气体传感器的研究

在对甲烷气体分子近红外吸收光谱分析的基础上,采用1.66μm分布反馈式半导体激光器作为光源,应用二次谐波检测技术,实现对甲烷气体的浓度检测,检测的灵敏度为7×10-5/m。大气和工业污染中的其他气体分子的含量也可通过调换光源及相应的光学器件采用类似的方法测量。     

流速/温度共采的光纤布拉格光栅涡轮流速传感器

为实现敏感元件仅为单一光纤光栅流速传感器的多参数同时测量,提出了一种流速/温度共采的光纤布拉格光栅(FBG)涡轮流速传感器。该传感器通过涡轮实现流体冲击力对光纤光栅中心波长的频率调制,解决光纤光栅温度应变的交叉敏感,理论计算得到其流速检测灵敏度为2.91·10-2 m/(s·Hz-1)。为测试传感器的性能,搭建了传感器测试系统,并选取光纤动态解调仪解调的光纤光栅中心波长动态信号作为试验原始数据。应用快速傅里叶变换(FFT)法分析试验数据,得到传感器流速的检测下限为0.541 7m/s,检测灵敏度为2.57·10-2 m/(s·Hz-1),检测精度为25mm/s,略小于理论计算值,其主要原因在于圆管内流体的流速并非均匀分布的匀速运动,管道内壁对流体具有一定的黏滞力。应用经验模式分解分析原始数据获取其趋势项信号,得到该传感器的温度灵敏度为10.6pm/℃,检测精度为0.5℃。     

光纤甲烷气体传感器的研究

】介绍了一种新型透射式光纤甲烷传感器。在不存在透射膜时,由于甲烷对光吸收系数较小,吸收长度较短,光强的变化不够明显。通过研究制备一种纳米级多孔透射膜,大大增强了甲烷气体对光线的吸收。     

CO2气体浓度光纤传感器研究

文中研究了基于光纤扰模的气体浓度传感器的传感机理。研制了CO2气体光纤传感器;并进行了CO2气体传感实验研究,结果表明该传感方法是可行的。该气体传感器结构简单,在工业及科研等方面有广泛的实用价值。     

CO_2气体浓度光纤传感器研究

文中研究了基于光纤扰模的气体浓度传感器的传感机理。研制了CO2 气体光纤传感器 ;并进行了CO2 气体传感实验研究 ,结果表明该传感方法是可行的。该气体传感器结构简单 ,在工业及科研等方面有广泛的实用价值。     

双圈式光纤束位移传感器

本文介绍了一种新型的双圈式光纤束位移传感器,阐述了它的结构、工作原理、实验结果和特点。它能消除反射率变化和光源不稳定性的影响,提高了测量精度和扩大了应用范围。     

基于自聚焦透镜的吸收型光纤气体传感器气室设计

基于气体分子红外吸收光谱的原理,设计了基于自聚焦透镜的透射式气室结构。利用自聚焦透镜作为光纤准直透镜和聚焦透镜,应用于透射型气室,并提出了在透射式气室中将多对自聚焦透镜组串联用以增加吸收光程的方法,用该方法可以明显提高气室的检测灵敏度。基于自聚焦透镜的透射式气室成功地应用于基于谐波检测技术的吸收型光纤气体传感器系统中,获得较好的检测效果。     

反射式光纤束探头理论建模和仿真实现

在分析光路和单光纤对理论建模的基础上,建立了光纤束理论模型,并对模型进行了仿真分析.针对强度调制型光纤传感器光源单模尾纤输出以及检测条件,设计实现了一根多模光纤发送,6根多模光纤接收的反射式光纤束探头,光纤束探头把光源的光分成两路,一路作为检测光路,另一路作为参考光路,在强度调制型光纤传感器的测量中取得了良好的效果.     

光纤温度传感器在热加工生产中的应用

介绍蓝宝石光纤高温传感器的基本原理和光信号的处理原理，分析其在热加工过程中的测试方法。     

一种基于光纤光栅新型位移传感器的研究

介绍了一种应用光纤光栅传感器测量狭窄曲面空间位移的方法.随着外界应力的变化,光纤光栅传感器的中心发射波长将发生相应的移动.利用此特性,提出并实现了一种用光纤光栅作为敏感元件测量狭窄曲面空间位移的方法,解决了特殊场合狭窄曲面空间位移的测量存在许多难以解决的问题,并对实验结果进行数据分析.     

光纤振动传感器在安防周界中的应用

介绍安防周界产品的发展过程，光纤振动传感器的工作原理、试验数据和工程实际应用情况，最后简要叙述了光纤振动传感器的市场前景。     

光纤传感器测量小孔圆度误差

提出了采用光纤传感器测量小孔圆度误差的一种新方法.该系统由光纤测量探头和以微型计算机为基础的控制电路组成.光纤探头由单根多模光纤制成,采用反射式光强调制原理.由红外发光二极管提供稳定的光源,返回光信号由光电二极管接收,并经过光电转换,由微机进行信息处理.传感器测头的结构小巧、抗干扰能力强,可以在高电压、强磁场和空间狭小的条件下工作,具有很强的通用性.实验表明该方法能可靠精确地测得小孔圆度误差.     

F-P光纤传感器的损耗特性分析及其研制

对反射型非本征F-P干涉型(Extrinsic Fabry-Perot Interferometer,EFPI)光纤传感器的损耗特性进行了分析,表明当腔长小于100μm时,随着腔的变长光能量耦合损耗迅速增加;在考虑腔损耗的情况下,分析了如何合理选择两反射面的反射率以使输出光强的对比度达到最大;通过分析在制作F-P腔的过程中影响腔长变化的原因,总结出了一个可以准确控制和调整腔长的方法;依以上规则制作了F-P光纤传感器,并进行了实验验证。     

基于侧发光光纤对射耦合的光纤式液位测量

介绍了一种基于菲涅尔定律的光纤式液位测量方法,该方法利用介质折射率对双光纤之间光耦合效率的影响,使用两根并行排列的侧发光光纤作为测量元件,实现了对燃油液位的本质安全测量。通过理论分析得到了传感器的液位响应公式,进行传感器样机设计予以验证,在0.1～1 m范围内输出电压曲线变化趋势符合理论分析结果。     

30km分布光纤温度传感器的空间分辨率研究

分布光纤温度传感器是一种比较新型的传感器系统，它可以实时测量空间温度场的分布。空间分辨率是分布光纤温度传感器的一个重要参数。在30km分布光纤温度传感器系统的研制过程中，对系统的空间分辨率进行了优化设计。入射激光脉冲的宽度决定了系统空间分辨率的上限。光电接收系统和电系统的带宽也会影响系统的空间分辨率。电系统的带宽必须和激光脉冲的宽度相匹配。系统的空间分辨率既可以直接测量，也可以通过测量光纤末端菲涅尔反射的半宽度来间接测量。经过优化设计，在30km的系统中，空间分辨率达到了3m。     

嵌入式网络化智能光纤传感器

强度调制型光纤传感器是一种可用于测量位移、温度、压力、气体浓度等多种物理量的高精度传感器。为改善传感器的性能，微弱光强信号的检测需要载波调制和双光路补偿。传统的这类传感器通常采用模拟电路实现，存在着元件漂移误差、调校困难、不易组网、尺寸较大等固有的弊端。提出了一种基于DSP的设计方案，并实现了一个嵌入式网络化智能光纤传感器，有效解决了上述问题。研究结果还可应用于其他微弱信号的检测以及传感器的小型化、网络化、智能化等领域。