30公里远程分布光纤拉曼温度传感器系统测试方法与技术的研究

本文讨论了分布光纤拉曼温度传感器的主要特性的测试方法与技术 ,并以 30公里分布光纤拉曼温度传感器为例 ,对测试结果进行了分析讨论。光纤长度为 30 9公里 ,测温范围 :0— 10 0℃ (可扩展 ) ;温度测量不确定度 :± 2℃ ;温度分辨力 0 1℃ :空间分辨力 :4m(采样率 10 0MHz)。     

基于拉曼散射分布式光纤测温系统的理论分析

对分布式光纤测温系统涉及的光时域散射技术与自发拉曼散射进行理论分析,给出拉曼散射的定量描述,论述了斯托克斯拉曼散射光与温度的关系,纠正了斯托克斯光与温度无关的错误认识,统一了理论与实际应用中关于斯托克斯光与温度关系的认识,最后确定了利用反斯托克斯拉曼散射光功率曲线解调瑞利散射光功率曲线的表达式,为分布式光纤测温系统进行温度解调提供参考.     

真空低温环境下的光纤分布式测温方法

传统的温度测量手段为点式测温,为解决真空环境下温度场分布测量存在的困难,基于激光在光纤中传播的拉曼散射效应和光时域反射技术,搭建分布式光纤拉曼测温系统,实现线式测温;根据空间环境设备内温度场的特点,研究了传感光纤的选用以及敷设方式、光纤穿罐法兰连接方式。通过在空间环境设备内长时间连续的温度测量,结果表明,分布式光纤拉曼测温系统能够长期工作在真空低温环境下,性能稳定,能反映出环境设备热沉上的温度分布状况,测量精度满足工程要求。     

在DCF光纤中放大的背向自发拉曼散射的增益特性

光脉冲沿色散补偿光纤（DCF）传输会产生背向自发拉曼散射,当入纤激光功率大于阈值时,出现放大的背向自发拉曼散射现象。实验发现,反斯托克斯（ASR）和斯托克斯（SR）自身脉冲光纤拉曼放大的阈值泵浦峰值脉冲功率是18．2W和14．5W．当入纤激光功率为52W时,背向SR和ASR散射的增益分别为12dB和7dB。放大的反斯托克斯和斯托克斯背向自发拉曼散射时域曲线上的阈值时间位置随激发功率的增大而前移并具有规律性。     

分布光纤Raman光子温度传感器(DOFRPTS)系统的信号和噪声分析

在DOFRPTS系统中，自发反斯托克斯Raman散射光子是温度信息的载体．Rayligh散射光子是压力、应力信息的载体，在2公里长光纤上，实时采样1000个点．可同时测量空间温度场的分布和空间力场的分布．系统中分别采用Rayleigh散射OTDR技术和Raman散射OTDR技术．对所测点进行定位．本文对DOFRPTS系统中的信号、噪声进行了分析，测温精度由系统的信噪比来确定，本系统的测温精度达±1℃．     

分布式光纤温度传感器准确测量的技术实现

本文对基于反斯托克斯／斯托克斯比值的分布式光纤温度传感器系统的温度计算方法和定标进行了理论分析，并提出了采用计算的方法消除了两路测量通道的损耗系数差异对温度测量的影响。     

人体测温光纤光栅温度传感器的研制

针对医疗行业对人体测温的需要,研制了一种以裸光纤Bragg光栅为传感元件的光纤光栅温度传感器,并对其温度特性进行了研究.采用恒温水浴对工作波长为1 557 nm和1 547 nm附近的2只光纤光栅传感器进行温度定标.结果表明,在34～48℃范围内,光纤光栅的中心波长随温度的变化呈现良好的线性关系,相关系数分别为0.998 3和0.997 4,光纤光栅温度传感器的测温标准偏差分别为0.239℃和0.245℃,可应用于医疗中人体温度的实时监测.     

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.     

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.     

分布式光纤温度传感器高速数据采集系统可靠性研究

本文对基于反斯托克斯和斯托克斯比值的分析式光纤温度传感器高速采集系统的可靠性进行了研究，提出了解决可靠性问题的技术方案。     

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。     

半导体光纤温度传感器特性研究

设计了一种新颖的半导体光纤温度的传感器。通过实验的方法研究了采用不同光源时传感器的输出特性。根据实验数据了分析了传感器的灵敏度、测量范围、线性度和重复性与光源光谱性之间的关系。实验结果表明用该光纤温度传感系统可以实现对温度的非接触稳定测量。     

Use of the bare chip Cernox™ thermometer for the detection of second sound in superfluid helium

Bare chip Cernox™ thermometers model CX-1030 from LakeShore Cryotronics Inc. have been used to detect second sound in superfluid helium. This paper presents some examples of second sound measurements and comments on the electrical and thermal time constants of these thermometers.     

分布式光纤温度传感的拉曼散射理论分析

本文比较系统地分析了光纤中泵浦光向拉曼斯托克斯光转换的过程,同时讨论了斯托克斯光随注入泵浦光变化的情形,引入了泵浦阈值功率的概念,为分布式光纤温度传感器系统打下了理论基础。     

Cryogenic thermometry with a common diode: Type BAS16

Cryogenic test experiments often require a large number of temperatures to be monitored. In order to reduce cost, we investigated the feasibility of low-cost common diodes. We chose the Philips BAS16 diode in a type SOT23 package. By means of Stycast 2850FT, these diodes were glued into alumina holders. In total, 20 sensors were assembled and tested. With an excitation current of 100 μA and considering a temperature range from 50 K to room temperature, a quadratic least-squares-fit was obtained: T = 486.1 − 363.7V − 38.3V². All sensors agreed with this fit within an error of 1.3 K.     

Thermopower of chromel–AuFe0.07% thermocouples in magnetic fields

Chromel–AuFe_0.07% thermocouples are widely used to measure small temperature differences down to liquid-He temperatures. In this work we present the thermopower S of two chromel–AuFe_0.07% thermocouples over an extended temperature range from 1.5 K to 200 K in magnetic fields up to 7 T. For low temperatures T < 4 K we find a sizeable field dependence of S even in small fields. Furthermore, a field of 7 T affects the thermopower considerably up to 200 K. Thus, our data demonstrate a significant field dependence of the thermopower of chromel–AuFe_0.07% thermocouples in an extended temperature and field range compared to previous works.     

Single wire transmission from HV environments of temperature measurements obtained with a smart sensor

The continuous progress in vacuum technology poses every day more stringent requirements on the measurements to be performed inside evacuated vessels. In this context, the adoption of new technologies combining “smart sensors” and “single wire transmission protocols” could be very advantageous, allowing sophisticated measurements to be performed with local intelligence and a minimum of cabling to send the data out of the vacuum chambers. In this paper, the tests aimed at qualifying a “smart temperature sensor” and a “single wire transceiver” for operation in High Vacuum (HV) conditions are reported. Pressure measurements and Residual Gas Analysis confirm that the chosen components do not pose any serious issue for matching HV standards. The combined use of the smart sensor and the transceiver to implement a sophisticated, compact, cost effective and versatile measuring system for vacuum environments is demonstrated. The prospects of the proposed solution are very promising and can be extended to a great variety of applications.     

LCC51分布式粮库温度,湿度巡回检测控制系统

本文介绍了用8031单片机实现的分布式粮库温度、湿度巡回检测控制系统,该系统利用长线多机通讯原理,成功地使1台主机与64台分机在1公里的范围内进行通讯,并通过软件校正的方法,提高了系统的测量精度。     

特殊场合下的温度测量技术

对于测量条件恶劣，不能用常规传感器实现的特殊场合，如高温强腐蚀性介质、真空、高温熔体及核辐射条件下的温度测量，必须开发特种专用传感器。本文阐述了钨铼热电偶等特种温度传感器的特点、性能及应用，并着重探讨了当前测温领域热点问题。铝液、铜液及熔盐等高温溶体连续测温；高温渗碳、真空粉末治金烧结炉(气)等强还原性气氛下的温度测量：流化床等流动粉体等高温强磨损条件下的温度测量技术等。实践证明，新开发的特殊场合下专用温度传感器，不仅与国际接轨，替代进口产品，而且还可以打入国际市场。     

The 27 Ω rhodium-iron ceramic sensor

The 27 Ω rhodium-iron ceramic sensor is suitable for the measurement of temperatures from 1.2 to 300 K, and can be used up to 800 K. The sensor has been available for over 30 years, and around 12,000 units have been produced in this period. A new manufacturer of the rhodium-iron wire has resulted in different resistance-temperature behaviour with each wire batch. This has required a re-analysis of the calibration data. We discuss two types of calibration data: multi-point across the temperature range, and three-point at temperatures close to 4.2 K, 77 K, and 273 K. In both types it is shown that a reference function is of help with the data analysis. We propose a method for improving the interpolation accuracy for a three-point calibration when using a reference function.