光纤流量计初探

基于光纤的性能优势和光纤传感器的发展前景，文章利用光的强度受流量调制的特性，在传统涡街流量传感器基础上，设计了一种光纤流量计。文章阐述了光纤微弯损耗机理和光纤涡街流量传感器的工作原理，在此基础上提出了光纤涡街流量计系统设计模型，并进行了光纤涡街流量计的稳定性分析。     

光纤传感器材料

光纤传感器是光纤应用领域的最新成就,近年来无论在质量还是数量上都有了较大的进展,其精度、感度、稳定性等方面有了很大提高。特别是光纤传感器材料得到更多的开发,是目前光纤传感器领域最有吸引力的课题。光纤传感器可分为传感到(或叫功能型)和传光型两大类。传感型是指用光纤本身作为敏感元件的传感器;传光型是指利用其它敏感元件测得物理量后,以光纤作为数据传输线路的传感器。表1收集了现已设想的用于光纤传感器的各种材料。     

一种简易测试光纤光栅应变测量系统的方法

针对光纤光栅应变测量系统应用测试问题,基于悬臂等强度梁应变实验,对比理论计算、光纤光栅应变传感器及电阻应变片的三种应变测量方法,得出光纤光栅应变测量系统具有较好的可靠性和准确性。以国外可靠光纤光栅应变测量系统为参照,提出了简易测量光纤光栅应变传感器和光纤光栅传感分析仪性能的方法。针对准分布式监测问题,主要分析了光分路器对光纤光栅传感应变测量的影响。上述分析为光纤光栅应变测量系统在工程中的应用提供充分依据。     

FBG智能传感器及其在土木工程中的应用研究

光纤光栅传感器已经越来越得到土木工程界的认可,并应用到了实际工程.针对大型土木工程结构长期健康监测的变形监测需要,在光纤光栅传输理论的基础上,分析了光纤光栅应变与温度传感特性以及光纤光栅应变传感的温度补偿原理和方法;研制开发出满足工程应用的光纤光栅封装传感器、FRP-OFBG复合智能筋、光纤光栅智能拉索;此外,考虑传感器开发和工程应用的需要,研究了光纤光栅应变传感的界面传递机理和误差修正.最后,建立了光纤光栅智能监测系统,并成功地将光纤光栅传感器应用到实际桥梁结构的施工与运营监测.     

用杠杆式力标准机完成传感器蠕变试验

随着传感器技术的进步,由称重传感器制作的电子衡器已广泛应用到各行各业,实现了对物料的快速、准确称量。 传感器质量是制约我国各类相关产品整体质量提高的关键所在。与先进国家相比,我国称重传感器制造和工艺总体水平比较落后,主要表现为工艺装备与检测仪器老化,产业化程度低,稳定性、可靠性与环境适应性差。同时,有些传感器的检验项目还缺乏必需的检测手段。     

基于石英晶体微天平的聚醚酰亚胺湿度传感器

研制了基于石英晶体微天平方法的聚醚酰亚胺湿度传感器,研究了它对相对湿度的响应特性和灵敏度以及这种湿度传感器在高湿度对比下的循环特性和长期老化性能。结果表明:在较宽的湿度范围内,这种湿度传感器表现出良好的湿敏特性。当相对湿度从11%变化至95%时,频率变化达2000Hz。高湿度差对比下的响应时间和恢复时间分别为30和20s。在循环测试和长时间老化测试中,也表现出优良的重复性和稳定性。     

光纤与电子传感器负压波信号对比实验

负压波技术是管道泄漏监测的有效手段。为获取更精确的负压波拐点信息,提高信噪比,采用102.8 m管道实验平台,根据不同环境下传感器监测负压波信号,对光纤传感器与传统电子压力传感器在响应时间、静态稳定性、抗电磁干扰等方面进行了对比实验分析。实验结果表明,在同等的管道工况下,光纤传感器从泄漏负压波信号的获取到压力信号的重新恢复稳定约需30 ms,远优于电子传感器500 ms的响应时间。在静态稳定性实验中,光纤传感器压力信号输出稳定,压力波动范围±0.001 MPa,远小于电子传感器压力输出变化±0.006 MPa。综合评价分析表明,光纤传感器具有良好的稳定性及抗电磁干扰性能,在管道泄漏监测及能源、化工等领域有着广阔的应用前景。     

光纤传感技术在舰船抗冲击测量中的应用研究

舰船水下爆炸抗冲击试验对参数测量系统提出了特殊的要求,结合试验测量需求及光纤传感器精度高、输出线性范围宽、便于海上实施和布放等特点,提出了采用光纤传感技术实现舰船抗冲击测量的方法.建立了光纤测量应变数学模型,利用光纤光栅的本征可复用性,采用波分复用技术,构建起大规模分布式全光纤测量网络.研究表明,采用该方法能有效提高测量系统的稳定性和可靠性.     

光纤Bragg光栅传感器化学镀铜研究

为了保护光纤Bragg光栅传感器并使其能与基体金属有良好的结合性,在光纤Bragg光栅表面进行了化学镀铜.阐述了光纤Bragg光栅的传感原理,通过去保护层、除油、粗化等一系列预处理过程,在光纤Bragg光栅表面采用化学镀的方法镀上一层铜膜,并对已镀光纤Bragg光栅进行了结合力、可焊性及导电性的检测,同时给出了光纤Bragg光栅化学镀铜的工艺配方,比较了化学镀前后的温度传感性能.镀层结合力好,可焊性高,导电性强.     

电缆绝缘聚合物材料的老化成因机理及其研究现状EI北大核心CSCD

电力电缆作为传送电能的通道,是电力系统的重要组成部分,为电力系统的稳定性和可靠性提供保障。然而,电缆在运行过程中,由于受到光照、电场、磁场、热及水分等因素的影响而使其聚合物绝缘材料发生老化,导致材料绝缘性能显著降低,甚至造成整个电力系统的瘫痪和报废。因此,关注电缆绝缘材料的老化现象对保证电气系统安全运行具有重要的理论意义和实用价值。文中综述了电绝缘材料老化的研究现状,深入分析了其老化原因、机理和表现形式,并从机理层面概述了电绝缘材料老化的诊断分析和预防措施。     

Cross-sensitivity effect in temperature-compensated sensors based on highly birefringent fibers

We analyzed the influence of the measurand-temperature cross-sensitivity effect on temperature stability in fiber-optic cross-spliced sensors that employ highly birefringent fibers. We show that the ratio of the measurand-temperature cross-sensitivity coefficient to the measurand first-order sensitivity determines the physical limit for temperature stability in cross-spliced sensors. Employing polarimetric as well as white-light interferometric methods, we experimentally determine a hydrostatic pressure-temperature cross-sensitivity coefficient in York bow-tie 800 fiber. From this we estimate the achievable limit for temperature stability of cross-spliced pressure sensors under environmental temperature changes.     

分布式光纤光子传感器与测量网络的进展

本文介绍了分布式光纤光子传感器与测量网络 (DOFPSMN)的发展历史 ,系统的工作原理、系统的结构 ,硬件和软件的组成 ,国内外分布式光纤光子传感器与测量网络的研究现状和技术水平 ,应用前景和发展方向     

Acousto-Ultrasonic Optical Fiber Sensors: Overview and State-of-the-Art

This paper gives a review of acoustic and ultrasonic optical fiber sensors (OFSs). The review covers optical fiber sensing methods for detecting dynamic strain signals, including general sound and acoustic signals, high-frequency signals, i.e., ultrasonic/ultrasound, and other signals such as acoustic emissions, and impact induced dynamic strain. Several optical fiber sensing methods are included, in an attempted to summarize the majority of optical fiber sensing methods used to date. The OFS include single fiber sensors and optical fiber devices, fiber-optic interferometers, and fiber Bragg gratings (FBGs). The single fiber and fiber device sensors include optical fiber couplers, microbend sensors, refraction-based sensors, and other extrinsic intensity sensors. The optical fiber interferometers include Michelson, Mach-Zehnder, Fabry-Perot, Sagnac interferometers, as well as polarization and model interference. The specific applications addressed in this review include optical fiber hydrophones, biomedical sensors, and sensors for nondestructive evaluation and structural health monitoring. Future directions are outlined and proposed for acousto-ultrasonic OFS.     

多功能光纤智能复合材料研究

提出采用光纤微弯传感器测量复合材料固化中粘度的变化。选择了合适的光纤并进行了增敏处理。完成了不同铺层方式的复合材料固化进程的粘度测量, 并与动态介电方法的测量结果进行了比较。结果发现, 光纤微弯衰减方法对于热压情况下复合材料的固化监测是敏感的。该方法可重复性好, 可以准确给出树脂粘度最低点和固化完成点的时间, 灵敏度与光纤同增强纤维的交角有关。利用完成固化监测功能后仍具有光波导性能的已埋入光纤, 研制了两种类型的振动传感器。     

氢与光纤的物化反应对井下永久性测量的影响

用于井下永久性测量的光纤传感器,由于在高温高压等恶劣环境下会与井下物质发生各种反应从而引起光纤吸收损耗的增加.为了掌握井下永久性测量用光纤吸收损耗的增加情况,本文针对影响光纤吸收损耗的重要因素-氢与光纤的物理及化学反应进行了研究,分析了其影响机理,讨论了其对光纤测量性能及使用寿命的影响,仿真计算了氢与光纤发生的各种反应所导致的光纤吸收损耗的增加情况,得到了化学反应引起的吸收损耗增加是影响永久测量性能的主要因素的结论,并由此给出了有效减少氢对光纤井下永久测量影响的预防措施.     

埋入光纤进行复合材料中的应变测量

由于光纤传感器所具有的特点, 把光纤埋入复合材料内部进行应变测量, 从而监测复合材料的性能改变, 是随着智能复合材料结构的研究而发展起来的一项新技术, 本文用弱波导理论的有关结果研究了光纤在受到力作用时, 光纤应变和其中传输光的位相改变之间的关系, 计算了Corning 光纤在轴向应力作用下的应变-位相灵敏度, 为形成干涉型光纤传感器提供理论基础; 同时给出了单向受力情况下的实验验证, 分析了误差原因。      

分布式光纤温度传感器新测温原理的研究

介绍了分布式光纤温度传感器的工作原理和应用状况,分析了光纤中放大的自发拉曼散射现象及其时域特性.提出了一种基于光纤中放大的自发拉曼散射光脉冲信号温度效应的新温度测量原理,并将其应用于分布式光纤传感器系统,进而讨论了基于新测温原理的实验现象和实验数据.     

光纤化学传感器的研究及其在环境分析中的应用

本文综述了光纤化学传感器的特点、工作原理、类型及各类光纤化学传感器(气敏、pH、金属离子和有机化合物等)的研究进展及其在环境分析中的应用,分析了近年来光纤化学传感器的技术发展和应用趋势。     

Low-cost optical amplitude modulator based on a tapered single-mode optical fiber

A new, to our knowledge, modulator based on a tapered single-mode optical fiber is introduced. The electro-optic device consists of a tapered optical fiber placed on a resonator made of a piezoelectric material. An electrical signal applied to the piezoelectric material makes the taper bend, and that displacement produces a modulation in the intensity of the optical signal traveling through the fiber. This device is very easy to build and is low in cost. Because of its nature, this new device might be very useful in optical fiber sensors. Its performance is analyzed, and the results are discussed.