光纤光栅温度传感器

介绍了光纤光栅温度传感器的金属管封装技术,通过实验研究其温度传感特性。采用热膨胀系数不同的内径r=1mm,壁厚d=0.5mm,长度l=100mm管式结构的金属材料对光纤光栅进行贴壁封装实验时,得到黄铜管封装的传感灵敏度为14.9pm/℃,紫铜管封装的为14.6pm/℃,不锈钢管封装的为12.0pm/℃,它们分别是裸光栅的1.66倍、1.62倍和1.33倍,意味着热膨胀系数大的封装材料传感灵敏度更高。实验表明,轴向封装的光栅,传感灵敏度还与其同管内壁的间距有关,间距越小灵敏度越高。

光纤温度传感器汇总.-光纤温度传感器

光纤温度传感器汇总.-光纤温度传感器 (2)

提出了一种新型分布式光纤光栅温度监测系统,可以实现电缆温度的实时在线监测。基于热传导方程和边界条件的基础上,采用有限元法对电缆温度场进行了分析,为监测电缆温度提供了理论依据。光纤光栅本身不带电,抗辐射和电磁干扰能力强,耐高压和腐蚀,非常适合用做高压电力环境中的温度传感器。通过光纤光栅的温度特性实验,在20~100℃的温度范围内,光纤光栅的中心波长随温度变化呈良好的线性,线性度达到99.8%。通过对标准的热电偶温度传感器与光纤光栅温度传感器的对比实验,表明该系统测量时间-温度变化曲线跟随性好,温度差均小于1℃,符合电力电缆温度状态在线监测的使用要求。

设计了用于开关柜母线、静触头温度监测的光纤光栅温度在线监测系统,系统所用光纤光栅温度传感器采用了应变不敏感封装,避免了传感器在安装及测试过程中应变对测量结果的影响,提高了温度监测准确度及可靠性。经测试,采用上述封装结构的光纤光栅温度传感器温度特性与裸光栅温度特性一致,该监测系统至今已连续运行1a多,工作状态良好。

提出了一种光纤光栅的铜片封装工艺,并通过实验和理论分析研究了光纤光栅的应变和温度传感特性.与裸光纤光栅的测试结果相比,铜片封装工艺基本不改变光纤光栅应变传感的灵敏度,但是温度灵敏度系数提高了2.78倍.经过铜片封装后的光纤光栅可以探测到的应变和温度分别为1με和0.03℃,便于工程应用.

光纤光栅传感器光纤光栅传感器

介绍了一种实用化的新型光纤辐射温度传感器,分别采用单波段亮度法和双波段比色法,实现了700℃～1000℃和1000℃～1600℃两个范围的温度测量。它弥补了使用计算机根据遗传算法进行测量时存储器中探测器件的特征值、工作时间、工作条件以及被测对象的表面状态等因素带来的测量误差。这种传感器可以直接显示温度测量结果和由键盘或上位机键入的温度值。它有一个控制功能模块,可以直接输出模拟信号或开/关控制信号,形成闭合的控制回路,输出是4～20ma的直流信号叠加hart协议的数字信号,可实现与其他设备的正常通信。同时,该传感器还具备完善的自我诊断功能。

油气井温度数据在地质资料解释和油气井监测方面作用明显。但传统的井温测量仪器在井温测量时存在灵敏度不够高、不能在极限环境使用等缺点。光纤bragg光栅温度传感器作为新一代温度测量技术的代表,具有体积小、质量轻、抗辐射等传统测量仪器无法比拟的优势,本文对其传感原理、传感器结构、应用等方面做了阐述。

第32卷第1期 2006年1月 　　　　　　　　　　　　　　　光学技术 opticaltechnique 　　　　　　　　　　　　　　　 vol.32no.1 jan.　2006 　　文章编号:100221582(2006)0120105203 匹配光纤光栅温度传感解调系统 ξ 张治国,余重秀,罗映祥,王葵如,张民,叶培大 (北京邮电大学电子工程学院光通信与光波技术教育部重点实验室,北京　100876) 摘　要:实验了一种基于一维调节器的光纤光栅静态温度(温度缓变)探测系统。在系统中,一维调节器与步进电 机相连,步进电机由pc(计算机)通过plc(可编程逻辑控制器)进行控制,匹配光纤光栅被固定在一维调节器上用来解 调增敏光纤光栅传感器探测到的温度信号,匹配光栅的bragg周期可通过

介绍了光纤布拉格光栅传感器测温的基本原理以及一些布拉格光纤的封装方法,在此基础之上探讨了一种新型的布拉格光纤光栅的封装方法即用钢条对布拉格光纤光栅进行封装,并通过实验对祼光栅和封装后光栅的温度特性进行了研究.实验采用了恒温水浴装置,在25℃至70℃温度范围使用了中心波长为1530.5nm的光纤布拉格光栅进行测量.先进行了祼光栅的测量,在光栅封装之后又进行了测量.实验结果表明,光纤光栅在封装之后温度灵敏度为裸光栅的2.5倍.其线性拟合度达到0.996.

提出了一种基于光纤bragg光栅的温度传感器,阐述了光纤bragg光栅的温度传感机理,用2个相同的光纤bragg光栅构成折叠式mach-zehnder(m-z)干涉仪,其中一个光栅作为参考臂,另一个作为传感臂:采用外差探测技术来测量外界的温度物理量。当温度发生变化,bragg光栅的波长也随之改变。外差探测用来探测传感臂和参考臂由于温度变化引起的输出信号的频率差异。对其动态测量范围和灵敏度也进行了分析。

设计了一种对外加应力应变不敏感的光纤光栅温度传感器,通过双层结构消除外加应力应变对bragg波长的偏移值影响。建立了光纤光栅温度传感器模型中温度变化量与bragg波长的偏移值的对应关系。采用水浴法进行测温实验,根据实验数据得到光纤bragg光栅温度传感器的各项静态性能指标。

研制了一种双套管式光纤bragg光栅温度传感器,以实现无外力作用的温度测量。其中外套管隔离外加应力应变,在内套管内松弛地放置光栅以隔离封装结构的表观热应变。引入引出尾纤穿过带孔螺栓,以探测多个串联光栅。为了避免光栅处于张拉状态,封装在外套管1、外套管2和内套管中的光纤余长应分别大于1.4mm,1.8mm和0.4mm。试验结果表明,该光栅传感器的温度响应灵敏度为9.671×10-3nm/℃,温度测量分辨率为0.1℃。当水温从20℃跃变到70℃时,该传感器的温度响应时间分别为t0.5=15±2s和t0.9=52±4s。当水温从70℃跃变到20℃时,该传感器的温度响应时间分别为t0.5=26±9s和t0.9=63±8s。

本文通过对光纤结构及原理的了解,解释了光纤中光波传播的主要特点。在了解了光纤光栅传感器构造及工作原理的同时,以钢板-混凝土结构材料为实验模型,利用光纤光栅传感器作为检测仪器,通过在钢板-混凝土材料构成的桥面上布置不同数量和种类的fbg,同时认为施加不同载荷,观察fbg的检测结果和检测数据。实验证明,光纤光栅传感器对于钢板-混凝土组成的结构进行的无损检测,其安全系数和检测效率较其他无损检测技术具有明显的优势。

传感器总长810mm,直径为2.5mm,4根光纤布喇格光栅(fiberbragggrating,fbg)互成90°分布在用记忆合金丝(shapmemoryalloy,sma)做基材的表面.通过在波分复用的基础上添加光时分复用来改进传感网络布置,提高测量精度;同时,设计了一套封装装置来确保封装时fbg与基材之间的准确定位以及黏结剂能够均匀的涂覆在基材和fbg表面,提高传感器的封装精度.实验结果表明,该fbg形状传感器的测量精度为3.1％.

光纤光栅传感器介绍

1封装结构的性能要求用于隧道火灾检测的光纤光栅温度传感器首先要能对火灾快速响应,但普通封装结构会导致光纤光栅温度传感器的灵敏度较低,影响传感器快速响应隧道中温度变化,因此必须重新设计适合隧道火灾检测用光纤光栅温度传感器的封装结构。隧道环境比较恶劣,光纤光栅温度传感器会受到各种拉力、剪切力等作用,这对于纤细(外径约为125μm)和脆性(主要成分是sio2)的光纤光栅是难以承受的,因

针对传统压力式温度计在实际应用中易受电磁干扰和环境温度影响的问题,设计了一种适合高温工作环境的气体压力式光纤bragg光栅温度传感器。该传感器在压力式温度计的结构基础上将压力敏感元件替换为传压杆及等强度悬臂梁,建立传感器理论数学模型并进行测温试验,将实测值与理论值进行比较,证明该传感器的设计可行,可用于有特殊环境要求的温度检测。

为避免外加应力应变对温度传感器光栅的影响,提出了一种利用双钢管套装来隔离外加应力应变的方法。传感器两端留有尾纤,可实现多个传感器波分复用。为了防止因温度和外加应力应变所导致的套管形变而产生光纤拉伸,封装在两个钢管中的预留光纤长度应大于0.69mm。实验结果表明,温度在0℃~80℃之间变化时,灵敏度达到10pm/℃,线性度较好,可实现对环境温度的高精度连续监测。

光纤光栅位移传感器

针对缆索局部埋植传感器测试索力的特殊要求,特制光纤光栅应变传感器,传感器封装保证光纤光栅植入缆索的成活率,减敏结构设计保证缆索索力测试的大应力监测要求。针对应变传感器与钢丝的2种连接方式,即传统的结构胶连接和特制的抱箍机械连接方式进行了张拉性能测试。由标定的传感器力敏系数可知,在钢丝产生5000×10-6的应变变化下,光纤光栅实际中心波长变化不超过2900pm,达到了减敏效果,传感器可以满足大索力长期测试要求。