用神经网络技术实现的光纤位移传感器

描述了一种智能型位移光纤位移传感器，它用差动比值法减小漂移和不同的反射介质的影响，用人工神经网络技术减小非线性误差。实验结果表明，使用这些技术后，各方面指标都远远优于传统方法。     

双锥形塑料光纤溶解氧浓度的测定

本文利用荧光标记物的荧光猝灭效应测量水中溶解氧浓度.以塑料光纤作为传感和传光元件,为了提高溶解氧传感的灵敏度,传感头制成双锥形.以邻菲咯啉钌作为荧光标记物,用溶胶-凝胶法制备含有荧光标记物的敏感材料.根据Stem-Volmer方程,通过测量荧光标记物的荧光强度来测定溶解氧的浓度.文中提出了一个模型来解释荧光强度与溶解氧浓度之间的亚线性关系.通过对所测得的曲线进行拟合,可以得出敏感膜约有85%的厚度不受氧漂白的作用.     

基于普通光纤的分布式温度传感系统

介绍了一种以标准多模光纤代替高掺锗的特种光纤作为感光纤的分布式光纤温度传感器系统。应用系统进行温度测量取得了较好的实验结果。     

光纤缠绕式应变传感器

研究了一种可用于机敏复合材料与结构状态监测的本征型强度调制光纤应变传感器,它由两根以上多模光纤相互缠绕绞合形成。分析了该传感器的应变传感原理,得到其既能测量拉应变、又能测量压应变的结论。传感器对应变的响应具有良好的线性和重复性,灵敏度高,无迟滞现象。对植入碳纤维/环氧复合材料内的光纤缠绕型应变传感器的实验结果与理论分析一致,表明该传感器是适合于机敏复合材料与结构状态监测的较为理想的光纤传感器。     

利用ZnO薄膜温变特性构建光纤温度传感器

采用电子束蒸发的方法在蓝宝石光纤端面上生长ZnO薄膜,不同测试温度下透射光谱表明:ZnO薄膜的光学吸收边随温度的升高呈明显的红移.根据ZnO薄膜的光学吸收边所呈现的这一负温度效应,研制了基于ZnO薄膜温变特性的透射式光纤温度传感器.实验表明,在室温至500℃测温范围内其灵敏度优于0.05 nm/℃.该光纤温度传感器的测温范围理论上可从负温区(约-260℃)至高温区(约700℃).与其他传统的温度传感器相比,该温度传感器具有结构简单,成本较低,测量稳定性高和量程范围宽等优点.     

聚合物光纤折射率分布的显微成像测量方法

结合多模聚合物光纤芯径粗(1mm)的特点,考虑传输损耗小的泄漏模式,对泄漏模修正理 论进行简化,并用简化的结果对显微成像法获得的光纤端面出射光强分布进行处理,恢复出其折射率分布,该方法的测量精度在10-3以上。     

一种光纤化学二氧化碳传感器的研制

研究开发了一种基于指示剂的二氧化碳光纤化学传感器,采用具有高气体可透过性和低折射率的无定型聚四氟乙烯(Teflon AF)材料作为液芯波导管,高灵敏度微型CCD分光光度计作为检测器,溴百里酚蓝(BTB,bromothymol blue)和Na2CO3为指示剂缓冲溶液。在0～194 ppm的CO2浓度范围内,传感器最佳精度为±1.21ppm,响应时间(99％)约为2 min。传感器具有体积小,能耗低等特点,适于现场长期自动监测。     

Editorial Optical Fiber Sensor Technology and Applications

The forty-seven articles in this special issue focus on optical fiber sensor technology and applications.     

多模光纤温度传感器系统

研制了钴盐溶液热色传感介质光学双波长差分吸收多模光纤温度传感器系统。自制了光纤耦合器件,采用了锁相电路,利用微机直接进行数字锁相探测,信号相除运算和温度校正。该系统实时显示温度,测温范围30℃—50℃,准确度±0.15℃,分辨率0.02℃,在40℃时6小时稳定性±0.05℃,12小时稳定性±0.18℃。主要用于抗电磁干扰的微波辐射治疗和谷物加热干燥等测温应用。     

A Distributed Optical Fiber Chemical Sensor System

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＯｐｔｉｃａｌｆｉｂｅｒｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｐｒｅｓｅｎｔｓｍａｎｙａｔｒａｃｔｉｖｅｐｏｓｉｂｉｌｉｔｉｅｓｉｎｔｈｅａｒｅａｏｆｃｈｅｍｉｃａｌｓｅｎｓｉｎｇ．Ｔｈｅｕｓｅｏｆｏｐｔｉｃａｌｆｉｂｅｒａｌｏｗｓｓｉｇｎａｌ...     

Brillouin Optical Frequency-Domain Single-Ended Distributed Fiber Sensor

We propose a scheme for single-ended distributed fiber sensing based on stimulated Brillouin scattering, in which a fiber Bragg grating is used as wavelength-selective reflector. The proposed configuration requires access to only one end of the sensing fiber, and operates in the frequency domain. Measurements with a spatial resolution down to 1 m and sensing lengths up to 5 km are reported.      

带温度补偿基于薄壁圆筒结构的光纤光栅压力传感器

阐述了一种带温度补偿、基于薄壁圆筒结构的高量程光纤光栅（FBG）压力传感器.薄壁圆筒直接作为弹性体,在压力作用下产生轴向位移来拉动压力敏感光纤以实现压力传感;通过被动温度补偿和残留温度效应主动实时修正来共同消除薄壁圆筒和压力敏感FBG的温度漂移;同时,对带温度补偿的FBG压力传感器的温度稳定性进行了讨论,给出了理想情况下该系统可达到的最优温度稳定性及决定因素.研究结果表明：基于30CrMiSiA材料管道结构的FBG压力传感器可以进行压力传感,其重复性为0.505 2%;回程误差为4.006%;线性度为0.285 5%;传感器精度为±2.639 8%;基于温度补偿进行温度去敏也有很好的效果,在-30～100℃范围内,该系统的温度稳定性因子为9.079 6%;随着实验温度范围减小至0～60℃,系统温度稳定性因子也减小至4.0%.     

基于光纤传感网络的复合材料结构的损伤定位评估方法

提出了利用埋入正交塑料光纤传感网络对飞机复合材料结构的损伤进行定位评估的一种方法。结果表明：利用该方法可以迅速而准确地判断出复合材料结构是否遭到了损伤以及损伤的位置,即对复合材料结构进行损伤定位评估,实现在线实时监控。     

一种高灵敏度光声光纤SO2气体传感器的研究

基于气体光声效应原理，研究了一种高灵敏度光纤SO2气体浓度传感器。用染料激光器作为激励源，激励出光声信号，采用光纤位移传感器测量光声信号。设计了光学长程装置以提高光声腔的灵敏度。用此装置测量SO2气体浓度，给出了实验数据并对结果作了分析。     

聚合物光纤用氟树脂材料性能特征

聚合物光纤POF用氟树脂材料首要的性能特征是具有低折射率、无定形、高透明特征,透光率以大于90%为佳,当氟树脂在POF中应用时要求同另一材料有匹配性要求:两者折射率相差0.03以上、膨胀系数及玻璃化温度相近;这种氟树脂不仅是优异的光纤皮材,而且是优异的光纤芯材.氟树脂用作POF芯材时,可降低POF的传输损耗,提高POF的耐温性、POF的传输带宽和POF的耐老化性能等,透明氟树脂是优异的POF芯皮材.     

光闸式光纤位移传感器

本文介绍了一种强度调制型光纤传感器-光闸式光纤位移传感器,推导出其调制函数关系式.通过实验表明,与传统的位移传感器相比,其具有精度高、重复性好、无滞后性等优点.引进了均匀光斑装置后能提高工作区域范围,该善线性度.增加了参考通道后有效地减小了光源波动及光纤抖动等干扰信号的影响,更加有利于其在工程中的实际应用.     

基于光纤导入技术的太阳敏感器设计与研究

设计了一种基于光纤导入的太阳敏感器,其包括三个部分:光学头部、光电传感器和太阳偏移角度的算法.光学头部采用两对对称光纤和一根中心光纤,通过计算每对光纤导入光能的差分值,获得太阳与航天器自身坐标系统的相对角度关系.该光学结构兼顾了大、小视场,提高了太阳敏感器定位精度.采用光纤作为太阳光的导入器,将光能导入置于航天器内部的...     

掺镨聚合物光纤的光辐射特性

制备了Pr(DBM)3Phen掺杂的聚合物光纤,研究了Pr(DBM)3Phen在聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)中的吸收光谱和荧光光谱.根据修正的Judd-Ofelt理论,用吸收光谱计算镨离子在PMMA中的强度参量:Ω2=46.334×10-20 cm2,Ω4=18.897×10-20 cm2,Ω6=1.610×10-20 cm2.用该参量计算镨离子(3P0、1D2)激发态的辐射寿命及各能级之间的辐射跃迁几率和荧光分支比,同时计算了(3P0→3F2、1D2→3H4)受激发射截面.分析表明,Pr(DBM)3Phen掺杂的聚合物光纤有望发展为聚合物光纤放大器和激光器.