基于衍射解调的新型光纤光栅高温传感网络

基于光纤布拉格光栅(FBG)高温传感特性,设计了一种基于波长调制的耐高温光纤光栅传感网络。系统设计了新型封装结构的耐高温光栅传感头。并针对传统FBG传感网络结构可靠性低的缺点,设计了一种高可靠分布式传感网络结构。采用InGaAs图像传感衍射解调技术对光反射波长进行解调。20～290℃范围测试实验表明,所设计的传感网络温度响应曲线平均线性度达0.9991,灵敏度为0.0258nm/℃,测量精度达±0.6℃,响应时间小于16s,稳定性高,适用于实际工作环境中的高温测量。     

基于光子晶体光纤的光学传感

光子晶体光纤(PCFs)的应用在很多方面改善了传统光纤传感器的性能.基于 PCFs的光纤传感器对应力和液体折射率具有较高的传感精度以及更好的温度特性,并且可以灵活引入各种耦合结构单元组成干涉仪,介绍了基于光纤布拉格光栅(FBG)、长周期光栅(LPG)和干涉仪的PCFs传感器的基本构造、工作原理和最新的研究进展.     

正十边形光子晶体光纤布拉格光栅传感特性的研究

研究了正十边形对称结构光子晶体光纤布拉格光栅(PCFBG)特性,分析了不同空气孔层数以及不同占空比对布拉格光栅反射谱的影响.在此基础上,对正十边形光子晶体光纤光栅的传感特性进行了研究.研究表明:随着温度的增加,该光纤光栅的反射谱谐振波长明显向长波方向偏移;随着应力的改变,光纤光栅的反射谱谐振波长变化趋势不明显.该光栅具有对温度敏感,对应变不敏感的特点.这种空气孔排列为正十边形对称结构的光子晶体光纤光栅有望应用在光子晶体光纤光栅的传感领域中.     

全光纤电流传感器在智能电网中的应用

本文主要就是对全光纤电流传感器在智能电网中的应用进行分析,首先对全光纤电流传感器的性能优点与基本原理进行了分析,并对光纤中线性双折射产生的原因以及其对测量结果产生的影响进行了分析,最后就解决和消除光纤中线性双折射的方法进行了探讨.     

光纤电流传感技术研究进展

电力系统计量和继电保护对电流传感器技术的要求越来越高,传统的电磁式互感器已经不能满足要求。自从光纤电流传感器问世以来,主要研究集中在如何减小双折射和温度对传感器性能的影响。从光纤电流传感技术的原理着手分别阐述了光纤电流传感领域的研究现状、新技术、新发现以及发展前景等内容,并进行了综合分析、归纳整理,详细介绍了光纤电流传感器的研究进展。     

高冗余光纤光栅传感网络的设计与实验研究

结合无源光学器件,提出并设计了一种新型的高冗余光纤布拉格光栅(FBG)传感模块,并将设计的FBG传感模块与波分复用技术相结合,构建了高冗余FBG传感网络.以长方形铝合金板为研究对象,对高冗余FBG传感网络的可靠性进行研究,理论比较并实验分析了高冗余FBG传感阵列的适用性与可靠性.研究结果表明,利用光开关在传感阵列支路之间的切换,使得FBG传感网络更具有冗余性.这一方面能够解决使用过程中多个部位出现故障导致的某些FBG传感模块无法被计算机检测到的问题,有效提高了传感系统的可靠性、容错性;另一方面为工程应用中结构健康监测以及特殊部位监测提供了一种有效可行的监测手段.     

基于光子晶体光纤环镜的光纤传感器的研究及进展

对国内外已报道的基于光子晶体光纤环镜的光纤传感器进行了综述。总结了多种基于光子晶体光纤环镜的光纤传感器,包括应力、温度、微弯、扭曲和气压传感器。介绍了各种传感器的原理和优势,并对基于光子晶体光纤环镜的光纤传感器的发展进行了展望。     

光纤线性双折射对Sagnac电流传感的影响

本文应用琼斯矩阵在理论上分析了光纤线性双射对Ｓａｇｎａｃ电流传感的影响，并指出为了使Ｓａｇｎａｎ电流传感器的稳定性达到实用化程度，允许的线笥双折射应不大于１０＾－６ｒａｄ／ｍ量级。另外，旋转Ｓａｇｎａｃ环两输入端使之两端本地坐标系互相垂直可极大地减小光纤性双折射的影响。     

一种用于压力传感的光子晶体光纤的研究

文章提出了一种新型结构的用于压力传感的高双折射光子晶体光纤(PCF).在外界横向压力作用下,PCF两个偏振态的有效折射率发生改变,PCF的双折射随之变化,通过测量双折射改变引起的偏振态变化,可实现PCF的压力传感.仿真结果表明,高双折射PCF受到横向压力后,双折射线性变化显著,达到0.7×10<'-5>/MPa.     

一种可用于化学传感的对角对称光子晶体光纤设计

本文提出了一种可用于化学传感的具有高双折射、低损耗的光子晶体光纤,并系统地分析了空气孔参数对光纤光学特性的影响.研究表明,最优结构的光纤在典型波长1.55μm时对水、乙醇和苯的相对灵敏度分别可达56.3％、59.9％和62.5％,相比现有光子晶体光纤分别提高1.05～6.25倍、1.05～4.99倍和1.03～4.63...     

塑料光纤在智能电网通信中的应用分析

我国＂十二五＂电网发展规划明确指出,要加快智能电网的建设,实现电力光纤入户。智能电网建设的关键技术之一是电力通信。目前,由于我国电力通信专用网呈现＂骨干网强、接入网弱＂、＂高（电压）端强,低端弱＂的态势,配电、用电环节的通信水平相对输电网而言差距较大,而智能配电和用电建设是智能电网用电环节的一个重要组成部分。因此,智能电网中的＂最后一百米＂显得尤为重要。伴随着光纤生产技术的发展,塑料光纤以其芯径大、柔韧性好、接续方便等特点,即将成为接入网的传输媒质。     

一种新结构的全光纤电流传感器

光纤的固有双折射是影响全光纤电流传感器精度的主要原因,它除了与光纤本身有关外,还与工作的环境温度、振动等有关,如何消除双折射是光纤电流传感器研究的关键问题。提出了一种双光源双输出的全光纤电流传感器新结构,它不需要两路参数严格对称,同时减小了振动和温度变化引起的双折射的影响。实验表明,该结构的传感器在20g的振动强度下,测量结果的线性度在±0.5%以内;同时,在电流为50A,温度从-20℃~50℃变化时,其输出信号的线性度在±2%以内。     

一种新颖的光纤光栅电流传感器

提出并验证了一种光纤光栅电流传感装置,该装置利用洛氏线圈把大电流转换为低电压,借助压电陶瓷的电致伸缩效应把低电压转换为光纤光栅布拉格波长的漂移,最后通过干涉解调技术把波长漂移信号转化为相移信号,由相移值确定待测电流的变化量.实验证明在0～400 A的范围内,电流传感灵敏度为0.0473 rad/A,与理论值0.0589 rad/A基本吻合.     

基于FBG和光频域反射技术的混合式光纤传感网研究

基于光纤Bragg光栅技术和光频域反射(OFDR)技术 ,构建了一个具有分立式传感子层和分布式传感器子层的双层结构混合式光纤传感网络。 在分立式传感子层中,FBG用于实现温度参量的传感;在分 布式传感子层中,采用OFDR方法解调光纤中的瑞利散射信息从而获得分布式的应 变参量。整个传感 网络共用同一个宽光谱可调谐激光光源,分立式子层和分布式子层两者协同工作,实现应变 和温度两个参 量的高精度测量,其中应变分辨率达到0.75με,温度分辨率达到 ±1℃。本文构建的传感网络为构建大容量、 大规模、多参量、高空间分辨率和高测量精度的光纤传感网络提供了一种有益探索。     

Sagnac式全光纤电流传感器实验研究

为了实现输电线路上的电流的监测,开发出了一种全光纤电流传感器（FOCS）。该传感器基于法拉第效应和Sagnac效应这两种原理,可以准确测量出电流的大小。创新性的利用锯齿形波进行信号调制,并且对电流在40A到140A的范围内进行测量,实验数据与实际电流基本相符。     

磁流体填充的光子晶体光纤Bragg光栅三参量同时传感特性研究

基于光子晶体光纤(PCF)包层空气孔灵活的结构 设计,将磁流体填充的PCF(MF-PCF)和普通PCF进行焊接, 并在其纤芯区域刻蚀Bragg光栅,提出一种能够同时测量温度、磁场和应变的PCFBG传感器。 基于模式耦 合理论以及传输矩阵法,结合PCF中基模以及高阶光波模式的不同传感特性,通过分析热光 效应、磁光效 应以及弹光效应对模型不同光波模式的影响,探究谐振波峰反射谱响应特性。实验结果表明 ,本文的PCFBG传感器, 温度灵敏度最高可达13.97pm/℃,磁场灵敏度最高达10.04pm/mT,应变灵敏度最高达1.223pm/με;且谐振反 射光谱的漂移量与温度、磁场以及应变的变化具有良好的线性关系。 通过设计相应的三参量矩阵解调算法,可实现温度、应变以及磁场的同时测量,从而有效 降低传感成本,拓宽传感思路,具有一定的应用价值。     

智能电网中无线传感器网络的节能节点定位方法

无线传感器网络在智能电网目标检测、监测和定位中得到到越来越多的应用.在无线传感器网络中,能量是一种临界资源,系统寿命通过节能策略得到延长.提出了一种基于能量感知的节点检测和定位方法.这种方法只需要少量的传感器节点信息,由簇头执行定位程序来确定进一步定位所需的传感器子集.这样减少了能量消耗和通信带宽需求,延长了系统寿命.实验结果显示,这种定位方法可以节省高达32％的能量.     

分布式光纤传感器开关柜温度监测探讨

阐述了分布式光纤温度传感器的工作原理,根据电力设备温度监测的特点,探讨了用于高压开关柜温度在线监测的传感系统方案。设计了基于全分布式和准分布式光纤传感技术的高压开关柜温度监测系统,比较了不同监测系统的特点,指出了适用于电力系统高压开关柜温度测量的方法。     

光纤光栅在全光通信网中的应用

随着社会对通信业务需求的不断增加,基于DWDM的全光网络已成为未来光通信的发展趋势,光纤光栅具有附加损耗小,体积小,能与光纤很好地耦合,可与其他光纤器件融成一体等特性,这将使光纤光栅成为未来全光网中的基石,从目前的研究来看,光纤光栅已经能够为全光通信系统不光源,光放大,色散补偿,OTM（光终端复接器）,OTDM（光时分复用）,OXC（光交叉连接）等等关键部件提供优秀的解决方案。     

健康监测系统中光纤传感器网络优化布置研究

针对健康监测系统中不合理的传感器布置将影响传感器数据采集的有效性,降低监测系统的精度,以基于光纤Bragg光栅(FBG)传感器网络的结构健康监测系统为研究对象,采用逐步积累法,对系统中传感器网络的优化排布方法进行了研究。首先采用Ansys力学仿真软件建立了试验件的有限元模型并进行了加载试验,然后采用仿真获得的数据对传感器排布位置进行了优化,最后按照仿真研究获得的传感器优化位置在试验件上进行了试验研究。结果表明,试验同仿真结果具有很好的一致性,相对于原始传感器网络的排布方案,在相同的系统监测精度下,优化后的传感器排布方案可以采用更少的传感器;如果采用相同数量的传感器,优化后的传感器排布方案可以获得更高的监测精度。