光纤布喇格光栅浮标式海水测温系统

光纤布喇格光栅(fbg)封装技术是光器件集成化中的一项关键技术。提出了一种全部注胶的封装方案,由于胶水固化时所产生的应力使得光纤布喇格光栅的性能出现劣化,反射谱和透射谱出现多峰。在第二套封装方案中,通过减少注胶范围和增加保护结构,实现了性能良好的封装方案,fbg反射谱和透射谱形状均正常。

介绍紫外光刻法制作微纳光纤布喇格光栅(mf-bg)的制作工艺,测量并分析不同直径的微纳光纤布喇格光栅的反射谱。数据表明随着微纳光纤的直径变小,光纤光栅的中心波长蓝移且反射强度也随之减小。仿真计算微纳光纤的有效折射率和光纤纤芯的束缚能力(即基模分布在纤芯的能量与基模全部能量的比值),来解释上述变化。

由于各种光噪声的影响,基于可调谐法布里-珀罗(f-p)滤波器的光栅解调仪解调精度不够高,光路噪声通常会带来10pm量级的波长测量误差。为了提高布喇格波长检测精度,采用了在解调过程中对光纤光栅反射谱进行高斯拟合,从而消减噪声影响的方法。实验发现,拟合后中心波长的测量误差小于2.5pm,温度测量值与实际温度之间的标准方差为0.3℃。结果表明,在有害噪声信号不是非常大的情况下,该方法能有效提高波长检测精度。

设计了一种基于双光纤布喇格光栅的新型液位传感器,导出了双光纤布喇格光栅的波长漂移差与液位的关系。圆盘上受到的液体压力导致等腰三角形悬臂梁变形,从而导致安装在悬臂梁两边的光纤布喇格光栅的布喇格波长漂移。通过检测两个布喇格光栅的波长漂移差,得到被测液位。双光纤布喇格光栅通过补偿温度效应,解决了光纤布喇格光栅传感器的交叉敏感问题。该液位传感器的动态测量范围为2～3000mm。实验表明,双光纤布喇格光栅的中心波长随液位的增加分别向长波和短波方向漂移,而带宽几乎不变,实验和理论符合较好,该设计方案是切实可行的。

实验研究了侧向挤压作用下的光纤布喇格光栅(fbg)产生的应力双折射现象,提出了一种消除横向应力对温度交叉敏感的简单而又有效的方法,从理论和实验上进行了分析与验证。研究表明,对fbg施加侧向挤压产生的双折射导致普通光纤布喇格光栅存在两个满足布喇格条件的反射光谱,且双峰间距在100℃的温度范围内变化了0.055nm,利用该双峰间距的变化可消除温度传感中横向应力对它的交叉敏感,实现对温敏系数的修正及温度的校正,实验中测得的原始温敏系数是0.0138nm/℃,对温敏系数修正了0.005nm/℃,对变化的温度校正了4℃。

给出了光纤光栅各种制作方法间的相互关系框图。用matlab数值仿真方法研究了光栅初始写入参数对其峰值反射率和反射带宽的影响规律。此外分析了波分复用系统中传感光栅峰值反射率对其测量范围的影响,以及通信系统中光栅滤波器的波长选择问题。研究结果有助于指导光栅制作,并根据具体应用场合的需求选择光栅参数。

2010年 第12期 仪表技术与传感器 instrumenttechniqueandsensor 2010 no12 基金项目:宁德师专引进人才科研项目(2009y021) 收稿日期:2009-11-01收修改稿日期:2010-07-09 基于光纤bragg光栅传感的油浸式变压器测温系统 廖建庆 (宁德师范学院物理与电气工程系,福建宁德352100) 摘要:鉴于传统温度传感器受到周围环境因素的影响较大,系统采用抗干扰能力强和对温度极其敏感的光纤布拉格 光栅(fbg)传感器。光信号通过该传感器进行传输和测量,实现现场的无电监测。系统以数字信号处理器tms320f2812 为核心,分析了光纤光栅传感器的结构原理和光纤光栅解调系统,介绍了系统硬件组成和软件实现。实验结果表明该系 统温度

光纤测温系统技术原理 线型差定温火灾探测系统的原理是利用激光在光纤中传输能够产 生背向散射，在光纤中注入一定能量和宽度的激光脉冲，它在光纤中 传输的同时不断产生背向散射光波，这些背向散射光波的状态受到所 在光纤散射点的温度影响而有所改变，将散射回来的光波经波分复 用、检测解调后，送入信号处理系统便可将温度信号实时显示出来， 并且由光纤中光波的传输速度和背向光回波的时间对这些信息定位。 其原理和结构框图如下所示。 线型差定温火灾探测系统的原理示意图 0 三．系统组成 测温主机（终端机） 感温光纤 监视机（工控电脑） 1、fdts系统主机插槽视图 测温主机：型号：jtwn-ldc-70a-fr01，广州市科思通技术有限公司自主开发。 经过国家消防机构检测合格的产品。 rs232通信口引脚图： 引脚输出信号 1空 2rxd（串口1） 3txd（串口1） 4

. '. 光纤测温系统原理 2.3.1光纤测温系统构成 图4光纤测温系统构成 光纤测温系统设计说明：采用点式测温，由于解调体积较小，可每台**每组件近安装一 个温度解调仪，测温主机安装在控制室，多路感温光纤分别对监控区域进行温度监测，通过 rj45上传实时温度数据，报警时通过继电器输出报警信息给上位机，实现报警联动。 2.3.2系统特点 ?不降低电气设备的安全等级：测温式电气火灾监控探测器体积小，直径2.8mm，没有任 何金属材质、电子元器件，绝缘性好，20cm耐10万伏电压。 ?最准确的预报技术：不受电磁场干扰的监测方式，≤10s的响应时间充分将火灾隐患消 灭在萌芽阶段。 ?全年、全天侯安全守护：至少25年，每年365天，全天候24小时实时监测和分析。 . '. ?高性价比：初期造价经济合理，后期运行免维护。 ?减少了监测盲区、提高了设

光纤传感测温系统

光纤光栅测温技术以其现场无源、灵敏稳定的特点,非常适用于隧道环境的火灾监测.光栅测温系统目前最常用的测温模型是通过二次曲线拟合得到,其形态固定,存在一定的误差.文中提出基于高斯过程回归方法的测温模型,能够更加恰当地描述光栅中心波长随温度变化的规律,具有更高的准确度.

温度监测是预防电力电缆大量使用引发事故的常规方法,通过对国内外4种常用电力电缆测温技术的分析,认为光纤光栅温度传感技术抗电磁干扰能力强,布置灵活,可实现多目标温度的快速准确测量;阐述了光纤光栅传感器的测温原理;实际应用表明,利用光纤光栅传感器监测电力电缆温度安全可靠、精度高、监测距离远。

理论分析了切趾弱双折射光纤布喇格光栅反射偏振相关特性与温度之间的关系.数值模拟了切趾弱双折射光纤光栅的反射谱、偏振相关损耗和差分群时延随波长变化曲线.实验测出了不同温度下反射谱、偏振相关损耗和差分群时延随波长变化曲线.根据实验结果对偏振相关损耗和差分群时延的变化情况作出了分析.反射偏振相关损耗呈现两个峰值,随温度增加两峰漂移程度相同,表明偏振相关损耗无明显差异.差分群时延最大值随温度增加成线性向长波方向漂移,证明了光纤光栅正交模损耗变化的等同性.综合理论分析与实验结果表明:切趾弱双折射光纤布喇格光栅的偏振特性随温度产生明显的变化,其正交模变化呈现等比例特性.

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。

电缆分布式光纤测温系统

提出了一种基于级联长周期光纤光栅的光纤布拉格光栅解调系统。级联长周期光纤光栅作为边沿滤波器,利用它的一个线性区监测单个光纤布拉格光栅传感信号。该系统具有结构简单、价格低等优点,但易受光源抖动及系统其他不稳定因素等带来的系统噪声的影响。为消除系统噪声带来的不利影响,对该系统进行了改进。改进系统利用级联长周期光纤光栅的两个线性区同时监测两个光纤布拉格光栅传感信号。分别用原系统及其改进系统对温度进行监测,实验的温度测量范围为-70～-115°c。原系统的灵敏度为0.49mv/°c,温度分辨率为0.5°c;改进系统的灵敏度为0.86mv/°c,温度分辨率为0.3°c。实验结果表明改进系统能有效消除系统噪声,提高系统的精度。

光纤布喇格光栅(fbg)是国际上光纤传感技术研究的前沿热点。在恶劣环境下对复杂结构进行变形和健康监测,具有波长编码等明显的其他传感器所没有的特点。将由光纤光栅组成的阵列埋入结构材料内部,可用来监测桥梁、大坝、重要建筑物以及船体、航天器内部的温度、应变、压力及材料结构状态的变化。该文介绍了采用掩模板制作光纤光栅传感器的原理和方法,分析了采用相位掩模法制作的分布式光纤布喇格光栅传感器的灵敏度等测量性能和噪声的随机过程特性,从而为其在船舶结构变形测量技术中的应用提供了科学依据。

为了实现对整个舰艇结构状态长期实时的监控,构建了基于光纤布喇格光栅传感器的监控系统,设计了系统总体硬件电路,给出了系统软件工作流程和寻峰算法流程,并最终完成了对系统的功能验证。经验证,系统实现了多通道同步实时校准的波长解调功能,扫描频率可达4khz,能够快速响应监控状态,可直接进行工程应用。

光纤测温系统设备及技术参数

光纤测温系统原理 2.3.1光纤测温系统构成 图4光纤测温系统构成 光纤测温系统设计说明：采用点式测温，由于解调体积较小，可每台**每组件近安装一 个温度解调仪，测温主机安装在控制室，多路感温光纤分别对监控区域进行温度监测，通过 rj45上传实时温度数据，报警时通过继电器输出报警信息给上位机，实现报警联动。 2.3.2系统特点 ?不降低电气设备的安全等级：测温式电气火灾监控探测器体积小，直径2.8mm，没有任 何金属材质、电子元器件，绝缘性好，20cm耐10万伏电压。 ?最准确的预报技术：不受电磁场干扰的监测方式，≤10s的响应时间充分将火灾隐患消 灭在萌芽阶段。 ?全年、全天侯安全守护：至少25年，每年365天，全天候24小时实时监测和分析。 ?高性价比：初期造价经济合理，后期运行免维护。 ?减少了监测盲区、提高了设备安全性：定位精度1mm。

光纤光栅感温探测系统

电缆分布式光纤测温系统的工程及应用