光纤传感器电机故障监测中的应用研究

根据电力系统发电机温度和振动监测的特点,分析了传统温度传感器及振动传感器在发电机在线监测中存在的问题,阐明了光纤传感器在发电机在线监测中的优势.提出了采用半导体吸收式光纤传感器测量温度及光纤光栅振动传感器测量电机的振动状况的方案,对两种传感器的原理及组成进行了介绍,设计了基于两种光纤传感器的发电机监测系统.     

基于物联网技术的油气管道安全监测可视化管理系统

针对长距离油气管道安全监测与管理范围大、距离远而不易实时监测、准确定位等问题,提出了基于传感器、通信、计算机等物联网技术设计的油气管道安全监测系统方案,有效利用现代技术对长距离油气传输管线进行监测管理.简述了系统架构、主要组成和基本原理.系统中的安全监测传感器模块由压力传感器与短程通信模块综合集成;辅助与应急监测包括车载查验系统和微型无人机查验系统,形成管道故障立体监测体系;系统管道泄漏远距离定位采用光纤应变分布法既提高了定位精度又兼顾了通信.该方案部分已在多个工程领域成功应用,满足现场监测管理要求,系统应用前景广阔.     

基于光纤光栅传感网络的电梯健康状态监测系统

针对传统大型电梯钢架结构健康监测手段的传感器布线复杂、传感器退化快等问题,提出了一种基于光纤光栅式传感器构成的准分布式光纤传感网。首先阐明了光纤光栅应力、温度传感器的基本原理,采用“空分复用+波分复用”的方式构建电梯钢架结构的光纤光栅远程传感监测系统,设计应变和位移传感器阵列,并研究了光纤光栅应变计和位移计的解调算法。然后使用电梯钢架结构实物模型搭建相应的试验系统,安装光纤光栅应变计和位移计准分布式网络进行测试,并开发配套的电梯钢接结构运行健康状态监测软件,试验测试结果表明,系统能够实时响应,稳定性良好。该系统为室外大型竖行和斜行电梯的安全运行提供了实时监测数据和安全预警功能,可为其“按需维保”提供大数据支撑。     

旅游安全事故周界安防入侵监测系统光纤Φ-OTDR传感器性能研究

为了全面评估旅游安全事故周界安防入侵监测系统的光纤Φ-OTDR传感器性能,本文采用了蝶形单模光纤和侵入板制作了光纤Φ-OTDR传感器,并将该传感器埋在细沙中,利用光纤Φ-OTDR(相位时域反射仪)搭建了基于分布式光纤Φ-OTDR传感器的旅游安全事故周界安防入侵监测系统,并对入侵信息(侵入者位置、重量及高度信息)进行了监测和评估。研究发现,采用所设计的光纤侵入板作为传感器,入侵监测系统能对侵入位置进行准确监测,定位精度小于10 m;重量监测下限达到15 kg;对越高的侵入者监测准确度越高,其准确度可达到99. 6%。结果表明:基于光纤Φ-OTDR传感器的入侵监测系统能对长距离、大范围的入侵者进行准确监测,该入侵监测系统可广泛用于旅游景点危险禁区安全事故的安防实时监控。     

锂离子电池参数监测中的光纤传感技术

近年来锂离子电池安全事故频发对锂离子电池产业带来比较严重的影响,为减少此类事故发生,可采用电池管理系统对锂离子电池进行安全管理,保证其正常运作。管理过程中利用传感器对电池参数进行监测十分必要,光纤传感器具有体积小、抗电磁干扰能力强、可分布式测量等优势,可实现对锂离子电池的精准监测。文章从锂离子电池监测需求出发,简要介绍了三种主流光纤传感原理,并综述了各种用于锂离子电池监测的光纤传感最新研究成果,最后对光纤传感技术在锂离子电池参数监测中的应用做了展望。     

基于光纤光栅传感器的飞行器结构健康监测

综述了光纤光栅传感器在飞行器结构健康监测中的研究现状,概述了光纤光栅传感器的工作原理和特点,研究了基于光纤光栅传感器的飞行器结构健康监测系统的组成和主要研究内容。     

光纤布喇格光栅在高速铁路异物侵陷监测系统中的应用研究

我国高速铁路建设已进入快速发展时期,对运行列车的安全保障成为日益凸显的重要研究内容,建立铁路异物侵限监测系统显得尤为必要和迫切.本文提出用光纤布喇格光栅应力传感器替代传统的电网传感器,分析了光纤布喇格光栅应力传感器的工作原理,设计出一种基于光纤光栅传感器的高速铁路异物侵限监测系统.该异物侵限监测系统实现了分布式测量、实时监测、在线控制等功能,从而有力地保障了列车的运行安全.     

光纤传感技术在岩土工程安全监测中的应用分析

岩土工程在施工过程中,其外部环境较为恶劣,且受材料腐化、地质灾害、使用方法及疲劳效应等多重因素的影响,工程结构可能存在开裂变形、地基下沉及稳固性衰减等问题,由此,强化健康评估和安全监测成了迫切需要。针对光纤传感器的高精度、抗干扰及成活率高的优势,文章以光纤传感器的原理及分类为切入点,详细阐述了其在岩土工程应用中的关键性技术问题,并以分布式光纤传感器技术为例分析了其布设方法,以此为岩土工程安全监测提供一定的理论参考。     

光纤F—P和FBG传感器通用解调系统的研究

针对目前不同种类传感器在建筑结构及其工作环境进行实时监测应用上的实际情况,提出了一种利用可调F—P滤波器对光纤法珀传感器和光纤布拉格光栅传感器通用解调方案,研究了解调系统的组成和对传感器的解调原理．初步实验结果表明,系统能够对上述2种传感器进行解调,并具有复用能力,光纤法珀传感器的应变解调精度在2με以下,光纤布拉格光栅传感器解调精度在0．5με以下,是一种低成本、通用的解调系统．     

基于分布式光纤传感器的光缆监测系统改进方案

针对目前现存光网络监测系统在安全管理功能方面存在的不足,提出了一种应用分布式光纤传感器改进现有光缆监测系统的方案,并提出了此改进方案的基本流程图及其逻辑分层结构,完善了现有光网络监测系统的安全管理功能.     

基于ANT技术的矿井安全预警系统设计

为了实现矿井的安全生产,避免矿井事故的发生,设计了一种基于ANT技术的矿井安全预警系统,主要是针对井下瓦斯浓度的安全预警。系统由传感器节点、中心节点、监控中心计算机及后台软件组成。通过对井下工作区域部署无线传感器网络,将通道采集到的数据以多跳形式传输到中心节点,然后通过无线传输网络传回监控中心,实现对矿井安全生产环境的实时监控。     

物联网在农业病虫灾害中的应用

进入21世纪,中国农业病虫灾害频繁爆发,成为事关国家粮食安全、经济安全和社会稳定等方面的重大问题。为对农业虫害进行监测与防治,根据物联网体系结构和基本原理,并结合传感器技术,提出了基于农业害虫监测的网络体系统。详细分析了监测系统的传感信息节点结构及能耗特性,并重点研究了网络体系构架中的三个网络层：数据感知层、数据传输网络层、数据终端处理层。最后简述了应用于该系统的害虫监测技术和安全策略。     

光纤传感器在海洋环境监测中的应用

海洋是个特殊的环境,为许多光纤传感器提供了一个极好的应用领域。对于海洋这个特殊的“敌对”环境,光纤传感器将面临许多挑战。 本文着重介绍应用于海水温度、浊度、盐份浓度、浮游生物和溶解物光吸收量以及环境湿度等海洋环境参数监测的光纤传感器的原理、结构和特性,展望光纤传感器在海洋环境监测方面的美好前景。     

一种门式起重机安全监测传感器布设方法

近年来,起重机事故频发,对起重机进行长期、实时安全监测已是大势所趋,设计合理的传感器布设点是保证整个监测系统可靠性的关键所在。提出了基于虚拟仿真技术的传感器布设点选取方法,并以1台L型门式起重机为例系统的阐述了其实现过程。建立虚拟样机,利用有限元分析考察其在典型工况下应力分布,确定应力较大点为传感器的布点位置。通过应变测试进行验证,仿真结果与实际测试结果吻合,证明了此方法是可行的。     

矿山微功耗安全监测物联网系统的研究与应用

针对矿山企业安全监测系统存在的可靠性差、覆盖面小、成本高昂、维护不力、预警不准等突出问题,提出了一种新的矿山微功耗安全监测物联网系统,可为矿山的生产作业安全提供有效的技术支撑。所提系统突破了微功耗信息采集、故障诊断与自愈、无线网络节能通信和在线智能分析预警等关键技术,并在矿山企业的尾矿库在线监测、边坡监测和地压监测等典型业务中成功应用。现场实践表明,所提系统相对于现有常规安全监测系统更加适合矿山作业条件,智能传感器信噪比提升1.4倍,综合能耗降低10%,可实现在线智能分析与快速预警。     

光纤传输式瞬态脉冲电场传感器分析与设计

为实现瞬态脉冲电磁场的时域测试,研制了一种基于场效应管加载的光纤传输式电场传感器。根据电场传感器的等效电路模型及其实尺仿真模型,分析了接收天线的负载阻抗及其长度等参数变化对传感器测试性能的影响,为传感器设计中的参数选择提供了参考。在此基础上,利用自行研制的电场传感器分别对核电磁脉冲场和雷电电磁脉冲场进行了实测,结果表明:传感器的高、低频响应能力均较好,基本可以满足测试瞬态电磁脉冲场的需要,验证了传感器设计的可行性。     

基于北斗导航的安全监护机器人设计

为解决幼儿园及小学在儿童接送管理方面采用的技术自动化程度不够先进的问题,提出一种基于北斗导航的安全监护机器人的设计方案.该设计采用GPS北斗双卫星定位模块、带压力传感器的牵引手环进行数据采集,短信收发模块对数据进行处理并向监护人的终端发送报警信息,主控板根据事先规划的路线控制机器人移动,实现了安全监护的功能.     

一种高灵敏度近红外光纤光功率计的设计

基于InGaAs光电二极管设计了一种高灵敏度的近红外光纤光功率计。该光功率计的前置放大电路采用多档放大量程设计,外加屏蔽盒,提高了测量动态范围。采用差分放大器、差分A/D转换芯片抑制系统的共模噪声。通过温度传感器测量了环境温度,使用D/A转换芯片对前置放大电路进行动态调零,从而抑制了系统的杂散光噪声、光电探测器的暗电流噪声以及光电探测器的温度漂移。测试表明,该光功率计在光纤通信光波段的光功率测量灵敏度达到-90 dBm,测量动态范围、系统信噪比、线性度等指标均显著提高。