分布式光纤压力传感器的研究

介绍了一种分布式光纤压力位置传感器，以高双折射保偏光纤两人正交基模之间的模式耦合为基础，开发了一种测试压力位置的新方法。     

光纤压力传感器

阐述了光纤压力传感器的发展概况,从光波调制的角度分别叙述了强度调制、频率调制、相位调制、波长调制、偏振调制型光纤压力传感器以及分布调制型光纤压力传感器,介绍了它们的原理、结构、优缺点等,并对目前最常用的强度调制压力传感器和发展迅速的分布调制型光纤压力传感器进行了详细的介绍。     

压力式光纤液位传感器

压力式光纤液位传感器是根据液体高度不同产生的压强不同的原理来检测液位的.由于光纤具有耐高温、耐腐蚀等优点,因此压力式光纤液位传感器可以与液体接触,这便使它具有了更为广泛的应用前景.文章综述了六种压力式液位传感器,并介绍了它们的原理、结构、特点和发展状况.     

基于长周期光纤光栅的压力传感器

利用长周期光纤光栅(LPFG)对于弯曲敏感的特性，与应变膜片压力传感技术的机械结构相结合，报道了一种基于长周期光纤光栅的新型压力传感器。实验结果表明，在0～0．13MPa的气压下，长周期光纤光栅透射谱的峰值波长向长波长方向移动了1．8nm；透射峰的幅度减小了13dB。通过检测其在固定波长处的光功率变化值就可以获得待测的压强值。该传感器的分辨率可以达到10^-4MPa，能够很好地满足实际应用的要求。     

光纤布拉格光栅压力传感器的研究

文章介绍一种光纤布拉格光栅(FBG)压力传感器,将FBG粘贴在自行设计的开口环有机玻璃上,构成了FBG传感器,给出了FBG的波长偏移量与压力的关系表达式.实验结果表明, 该传感器在所测压力范围内呈现出很好的线性特性, FBG压力灵敏度系数达到0.162 nm/N,与理论分析值基本相符.     

光纤压力传感器及其性能研究

报道了一种采用新型补偿光路的光纤压力传感器的研制情况,从理论和实验证明该补偿光路可消除光源、光纤、光探测器引入的干扰;对系统设计、元器件选择作了分析计算;研制了一套光纤压力传感器,进行了性能研究。     

动态压力光子晶体光纤传感器的研究

光子晶体光纤传感器可广泛用于各种动态压力测量中.文章设计了一种动态压力光子晶体光纤传感器,采用差分平衡方法分析了这种传感器的压力作用原理,讨论了这种传感器的输出信号检测方案,结果表明,该传感器对外界压力作用的响应具有周期性,响应周期与外界压力和传感器敏感元件长度相关.     

Performance enhancement of BOTDR fiber optic sensor for oil and gas pipeline monitoring

Distributed fiber optic sensor which based on Brillouin scattering has become increasingly popular due to its unprecedented advantage of simultaneously measuring temperature and strain. The Stimulated Brillouin Scattering (SBS) threshold, sensing distance, signal-to-noise ratio and spatial resolution are critical parameters to the performance of Brillouin Optical Time Domain Reflectometry (BOTDR) sensor. This technical paper presents the result of simulations as well as theoretical discussions on suppressing unfavorable fiber optic nonlinearity, SBS by using a statistical approach which is design of experiment (DOE). Due to the fact that there are a number of SBS threshold factors, there is a high possibility that multiple strong interactions exist among these factors. Conventional methods of plugging each factor one-at-a-time are not efficient as interactions between factors are totally ignored. The result had shown SBS suppression by 11 dB to achieve the maximum sensing distance of up to 110 km. Besides, a 3-bit simplex coding is employed when launching the laser pulses to enhance the SNR at the receiver. Simulation results demonstrated a 1.38 gain in SNR and a higher SBS threshold.     

基于分布式光纤传感的合成气管道温度在线监测研究北大核心CSCD

针对现有煤气化工艺中合成气管道温度监测问题,研究基于拉曼散射的分布式光纤测温系统,研制了带不锈钢套管的耐高温传感光纤,模拟合成气管道周围温度分布,在合成气管道现场铺设434.6 m的分布式耐高温光纤进行实验研究。实验结果表明:基于拉曼散射的分布式光纤测温系统测温范围为0~350℃,测温误差为±2℃,空间分辨率0.5 m,系统能够完成对煤气化合成气管道温度的在线监测,同时可以对温度异常点进行空间定位。     

光纤负压波管道泄漏监测系统

管道泄漏引发的负压波信号及其沿管道衰减程度与管道工况、长度及泄漏孔直径等因素有关。针对传统负压波监测方法定位精度低、可靠性差等问题,提出了一种光纤负压波管道泄漏监测方法。由泄漏负压波在管道中传播规律,通过提高传感器布设密度,降低信号衰减强度,得到了更清晰的负压波下降沿拐点信息。根据泄漏点所在传感器区间不同,提出了自适应负压波波速数值计算方法。在实验室分别对光纤与传统负压波泄漏监测方法进行对比分析,实验结果显示,在泄漏量为管道总运输量5%的工况下,光纤监测法泄漏定位误差小于1.6%,较传统的监测方法能获得更高的管道泄漏监测灵敏度及定位精度,具有更加广阔的应用前景。     

基于BP信号识别的光纤油气管道监测系统

介绍了一种基于BP神经网络信号识别算法的分布式光纤管道安全预警系统,利用提取的现场振动信号时域、频域短时和长时特征,对基于BP神经网络分类器模型进行训练,模型实现了对人工挖掘和机械挖掘的智能分辨.其中BP分类器模型的最大误报率为3.3％,平均误报率为1％,最大漏报率为3.2％,平均漏报率为1％.将该BP模型应用在不同时...     

光纤马赫曾德尔干涉曲率传感器的膝关节曲率检测系统研究

在人体运动监测的过程中,膝关节运动信息在中老年慢性疾病的诊断和康复评估方面具有重要意义。研制了一种基于光纤马赫曾德尔干涉曲率传感器（Mach-Zehnder interferometer-based directional bending,MZI-BDB）的膝关节弯曲检测系统。该系统由MZI-BDB传感器、扫频激光光源、光纤耦合器、光纤隔离器、光电探测器及信号处理系统构成。MZI-BDB传感器由偏心光纤和单模光纤错位熔接而成,封装于软硅树脂片内,通过绑带固定于膝关节处。当膝关节屈曲和伸展时,诱导MZI-BDB传感器发生弯曲,传感器内透射光信号干涉场的模场状态发生变化,谐振波长发生漂移,从而对膝关节的弯曲方向和曲率进行监测。MZI-BDB传感器在正向和负向弯曲的测量角度范围为0°~90°;在正向弯曲方向上灵敏度和分辨率分别为5.29 nm/m?1和0.11 m?1;在负向弯曲方向上的灵敏度和分辨率分别为?3.11 nm/m?1和0.12 m?1。实验测试MZI-BDB传感器温度敏感度为0.043 nm/℃,该结果显示传感器对温度的不敏感特性。光电编码器与MZI-BDB传感器同时进行数据的传感采集。实验结果表明:该检测系统和光电编码器验证平台在准确度和响应度上具有一致性。     

布里渊散射分布式光纤传感器研究热点跟踪

综述了基于布里渊散射的分布式光纤传感技术最新进展。介绍了其测量原理和研究现状;阐述了该领域目前的热点研究问题,包括空间分辨率提高、解决多参量测量的交叉敏感问题、消偏振衰落提高测量精度等;比较了各种解决方案的利弊;展望了今后的发展方向。     

基于可调谐法珀腔解调的光纤法珀应变传感系统

本文提出了一种基于可调谐法珀腔解调的光纤法珀应变传感器系统，阐述了该系统的测量原理，提出了可调谐法珀腔的一种设计方案。     

新型微结构光纤超声波传感监测系统的设计

基于新型微结构光纤,采用光纤环形激光器,设计了一个新型超声波传感监测系统。进行了理论分析和实验验证,取得了超声波导致光纤布喇格光栅的相对光谱偏移数据,从激光强度变化对冷腔损耗调制的响应进行检测。     

A distributed fiber optic sensor based on cladding fluorescence

The fiber for the sensor is formed by cladding fused silica during drawing with polydimethyl siloxane into which an organic fluorescent dye, 9, 10-diphenylanthracene, has been dissolved. Upon side illumination at a wavelength within the excitation range of the dye, the cladding fluoresces; some of this fluorescence is coupled into guided modes in the fiber core through the evanescent fields of these modes. In the presence of oxygen, fluorescent emission by the dye is diminished. For the sensor described, the rubbery liquidlike nature of the polydimethyl siloxane cladding allows rapid diffusion of gases, and the intensity of the guided fluorescence is observed to drop by 30% in less than 5 s when the ambient atmosphere changes from pure nitrogen to pure oxygen. The advantages of this sensing technique, and some of the possibilities for new sensors based on this principle, are discussed     

利用光纤曲率传感器测量轴向应变

为了实现对轴向线应变的测量,建立了光纤曲率传感器的轴向线应变测量系统。对系统中传感器的布置方式、敏感区的位置优化和测量系统的数学模型等进行了研究。根据光纤曲率传感器只对曲率变化敏感的特性,将传感器绕成圆弧形布置在被测物体的表面,并保持传感器敏感区表面与被测物体表面垂直;对传感器上的点在轴向力作用下的移动轨迹进行了分析,建立了轴向线应变与传感器曲率之间的数学模型;在上述数学模型的基础上,对传感器敏感区的位置进行了优化。最后,对聚氨脂橡胶块在电子万能实验机上进行压缩,使其产生轴向线应变,利用上述的测量系统对聚氨脂橡胶块的轴向线应变进行了测量实验。实验结果表明,本文系统的应变测量精度为0.002 8应变单位。