X射线成像光学的新进展：Bragg－Fresnel多层膜元件

简要叙述了Ｘ射线反射式衍射光学元件──Ｂｒａｇｇ－Ｆｒｅｓｎｅｌ多层膜元件产生和发展的过程。介绍了它的基本原理及它的设计和制作步骤。对其应用前景作了简要分析，并对开展这方面的研究工作提出了一些设想。     

应用放大自发辐射光源解调光纤光栅传感器

提出一种利用放大的自发辐射（ASE）光源的单调下降边带对光栅光纤传感器进行解调的新方法。应用该方法构成的系统结构简单，不仅可以对静态参量进行测量，还能测量动态参量。由于系统中没有可移动部件，系统的高频响应特性好。应用该方法建立了温度和动态应变测量系统，实现了温度和动态应变的测量。该系统温度测量范围可达300℃。系统的最大优点是通过改变ASE的输出光强可对系统的动态范围和灵敏度进行调整。     

Advances in fibre optic based geotechnical monitoring systems for underground excavations

Geotechnical stability is a major concern for the long-term safety and integrity of underground infrastructures such as tunnels, railway stations, mine shafts and hydraulic power chambers. An effective geotechnical monitoring system is able to provide adequate warning to underground personnel prior to any unexpected major geotechnical failure. This paper reviews the conventional geotechnical monitoring sensors and the emerging Fibre Optic Sensing(FOS) techniques, pointing out their unique features and major differences. Recent advances in various FOS based monitoring systems, including Brillouin time domain distributed optical sensors and fibre Bragg grating(FBG) sensors, are investigated through a critical review of the laboratory studies and field applications used for underground geotechnical monitoring. Particular emphasis is given to fibre packaging, temperature compensation, installation methods and instrumentation performance in the underground environment. A detailed discussion of the advantages and limitations of each FOS monitoring system is also presented in this paper.     

高压开关柜隔离触头温度监测研究

针对高压开关柜的高压、强磁场工作环境，提出了基于光纤光栅传感器的隔离触头温度测量方案，实现了高压开关柜的触头温度监测。在方案中提出了空分和波分复用的光路系统，同时采用合理的安装技术解决了应变交叉敏感的影响，通过实验建立了隔离触头温度测量模型。在突然掉电的方式下对系统的抗电磁干扰能力进行了定性分析，测量显示温度曲线是渐变而不是突变的，说明系统具有很强的抗电磁干扰能力。通过对全天温度数据监测，系统能够正常工作，说明方案是可行的。     

基于双AWG的新型FBG连续解调方法研究

为了实现基于阵列波导光栅(arrayed waveguide grating, AWG)的光纤布拉格光栅(fiber Bragg gratin, FBG)的连续解调, 提出了一种使用两个 AWG 联合解调的方法。 在一个 AWG 相邻两通道光谱中间插入另一个 AWG 对应通道的光谱,组成最小 的光谱周期;每次测量均从三通道中选择光强度最强的两个通道,利用相对光强解调算法,根据其波长—功率关系对 FBG 中心 波长进行精确测量。 使用两个 100 GHz 的 AWG 搭建了实验平台,并对温度传感器的解调进行研究。 实验表明,在 0. 8 nm 的系 统最小动态范围周期内,实现了对 FBG 的连续精确解调,系统的解调线性度达 0. 999 1,波长精度达±4 pm。 对数据和实验结果 进行数学分析,可以将 C 波段范围分成多个波长周期,系统可以实现在 C 波段 40 nm 全周期范围内对单个 FBG 的连续解调。 该方法不但可以实现在 C 波段范围内基于 AWG 对 FBG 的连续解调,使得运用 FBG 可以连续感测外界物理量变化,提高了系 统的实用性。 而且,该方法能够准确解调出波长信息,为实现对 FBG 的连续精确解调提供了借鉴信息,有利于进一步扩大 FBG 的应用领域。     

基于光纤光栅的GIS导体温度巡检方法与装置

针对GIS设备导体温度监测和回路过热性故障预防,在分析光纤光栅测温原理和成像解调技术的基础上,提出了一种基于光纤光栅温度传感网络的GIS导体温度巡检方案。通过现场温升试验建立了GIS导体温度测量模型并根据相关标准制定了GIS导体温度过热性故障判据。研制了可应用于不同GIS母线温度测量的便携式巡检装置,设计了温度巡检装置的硬件系统和软件系统。现场实验表明该设备工作稳定,测温精度高,对于保障GIS设备的安全稳定运行具有现实意义。     

电力电缆接头测温系统的设计

电缆接头是电缆的薄弱环节,电缆接头温度是反映其运行状态的重要参数。为及时准确了解电缆接头的运行状况,设计了电缆接头温度在线监测系统。首先根据传热学理论,分析电缆接头的传热形式和特点,应用有限元分析软件求解电缆接头的温度场分布。然后根据光纤Bragg光栅(FBG)的传感原理,采用热反应灵敏的光纤光栅传感器和精度较高的微型光谱仪设计测温系统,其中对传感器进行优化设计,并通过包绕方式安装传感器。该系统不受电磁辐射的干扰和光源波动的影响;传感器可在一条光纤上串接复用,实现准分布式测量。实验表明,该系统可以实时监测电缆接头的温度变化,实现电缆事故预警。     

光纤布拉格光栅水下钢筋腐蚀传感器

基于光纤布拉格光栅(fiber Bragg grating,FBG)的预应力释放和应变测量原理,提出了一种用于水下钢筋混凝土结构中钢筋腐蚀监测的FBG钢筋腐蚀传感器。传感器以两根FBG为核心元件,将FBG-1预拉后紧密缠绕、固定于精细加工过的钢筋件表面,用于监测腐蚀产物流失导致的预应力松弛;将FBG-2安装于钢筋件的轴向通孔中,作为温度补偿器用于消除FBG-1的温度交叉敏感效应。为了提高传感器的成活率,将传感器封装在砂浆中,并且推导了被测钢筋件的质量腐蚀率计算公式。通过电化学加速腐蚀实验研究了传感器的工作性能,通过监测FBG的波长变化来测量钢筋的腐蚀程度。实验结果表明,FBG钢筋腐蚀传感器可以监测水下钢筋混凝土结构中的钢筋腐蚀,并且具有较大的测量范围、较高的灵敏度和稳定性,适用于港口码头、桥墩、水坝、蓄水池等钢筋混凝土结构中的钢筋腐蚀监测。     

光纤光栅传感技术在实验力学中的应用

光纤光栅传感技术应用于力学测试中是国内外正在发展的一门新技术．本文基于光纤光栅传感的基本原理，阐明了光纤光栅传感技术用于实验力学测量中的优势，通过实验表明光纤光栅传感技术用于力学测试将在测量范围、测量精度、多路复用等方面，特别是在稳定性方面都有显著的提高，是实验力学中一种新的有效技术手段．