光纖布喇格光柵浮標(biāo)式海水測溫系統(tǒng)

光纖布喇格光柵(fbg)封裝技術(shù)是光器件集成化中的一項關(guān)鍵技術(shù)。提出了一種全部注膠的封裝方案,由于膠水固化時所產(chǎn)生的應(yīng)力使得光纖布喇格光柵的性能出現(xiàn)劣化,反射譜和透射譜出現(xiàn)多峰。在第二套封裝方案中,通過減少注膠范圍和增加保護結(jié)構(gòu),實現(xiàn)了性能良好的封裝方案,fbg反射譜和透射譜形狀均正常。

介紹紫外光刻法制作微納光纖布喇格光柵(mf-bg)的制作工藝,測量并分析不同直徑的微納光纖布喇格光柵的反射譜。數(shù)據(jù)表明隨著微納光纖的直徑變小,光纖光柵的中心波長藍(lán)移且反射強度也隨之減小。仿真計算微納光纖的有效折射率和光纖纖芯的束縛能力(即基模分布在纖芯的能量與基模全部能量的比值),來解釋上述變化。

由于各種光噪聲的影響,基于可調(diào)諧法布里-珀羅(f-p)濾波器的光柵解調(diào)儀解調(diào)精度不夠高,光路噪聲通常會帶來10pm量級的波長測量誤差。為了提高布喇格波長檢測精度,采用了在解調(diào)過程中對光纖光柵反射譜進行高斯擬合,從而消減噪聲影響的方法。實驗發(fā)現(xiàn),擬合后中心波長的測量誤差小于2.5pm,溫度測量值與實際溫度之間的標(biāo)準(zhǔn)方差為0.3℃。結(jié)果表明,在有害噪聲信號不是非常大的情況下,該方法能有效提高波長檢測精度。

設(shè)計了一種基于雙光纖布喇格光柵的新型液位傳感器,導(dǎo)出了雙光纖布喇格光柵的波長漂移差與液位的關(guān)系。圓盤上受到的液體壓力導(dǎo)致等腰三角形懸臂梁變形,從而導(dǎo)致安裝在懸臂梁兩邊的光纖布喇格光柵的布喇格波長漂移。通過檢測兩個布喇格光柵的波長漂移差,得到被測液位。雙光纖布喇格光柵通過補償溫度效應(yīng),解決了光纖布喇格光柵傳感器的交叉敏感問題。該液位傳感器的動態(tài)測量范圍為2～3000mm。實驗表明,雙光纖布喇格光柵的中心波長隨液位的增加分別向長波和短波方向漂移,而帶寬幾乎不變,實驗和理論符合較好,該設(shè)計方案是切實可行的。

實驗研究了側(cè)向擠壓作用下的光纖布喇格光柵(fbg)產(chǎn)生的應(yīng)力雙折射現(xiàn)象,提出了一種消除橫向應(yīng)力對溫度交叉敏感的簡單而又有效的方法,從理論和實驗上進行了分析與驗證。研究表明,對fbg施加側(cè)向擠壓產(chǎn)生的雙折射導(dǎo)致普通光纖布喇格光柵存在兩個滿足布喇格條件的反射光譜,且雙峰間距在100℃的溫度范圍內(nèi)變化了0.055nm,利用該雙峰間距的變化可消除溫度傳感中橫向應(yīng)力對它的交叉敏感,實現(xiàn)對溫敏系數(shù)的修正及溫度的校正,實驗中測得的原始溫敏系數(shù)是0.0138nm/℃,對溫敏系數(shù)修正了0.005nm/℃,對變化的溫度校正了4℃。

給出了光纖光柵各種制作方法間的相互關(guān)系框圖。用matlab數(shù)值仿真方法研究了光柵初始寫入?yún)?shù)對其峰值反射率和反射帶寬的影響規(guī)律。此外分析了波分復(fù)用系統(tǒng)中傳感光柵峰值反射率對其測量范圍的影響,以及通信系統(tǒng)中光柵濾波器的波長選擇問題。研究結(jié)果有助于指導(dǎo)光柵制作,并根據(jù)具體應(yīng)用場合的需求選擇光柵參數(shù)。

2010年 第12期 儀表技術(shù)與傳感器 instrumenttechniqueandsensor 2010 no12 基金項目:寧德師專引進人才科研項目(2009y021) 收稿日期:2009-11-01收修改稿日期:2010-07-09 基于光纖bragg光柵傳感的油浸式變壓器測溫系統(tǒng) 廖建慶 (寧德師范學(xué)院物理與電氣工程系,福建寧德352100) 摘要:鑒于傳統(tǒng)溫度傳感器受到周圍環(huán)境因素的影響較大,系統(tǒng)采用抗干擾能力強和對溫度極其敏感的光纖布拉格 光柵(fbg)傳感器。光信號通過該傳感器進行傳輸和測量,實現(xiàn)現(xiàn)場的無電監(jiān)測。系統(tǒng)以數(shù)字信號處理器tms320f2812 為核心,分析了光纖光柵傳感器的結(jié)構(gòu)原理和光纖光柵解調(diào)系統(tǒng),介紹了系統(tǒng)硬件組成和軟件實現(xiàn)。實驗結(jié)果表明該系 統(tǒng)溫度

光纖測溫系統(tǒng)技術(shù)原理 線型差定溫火災(zāi)探測系統(tǒng)的原理是利用激光在光纖中傳輸能夠產(chǎn) 生背向散射，在光纖中注入一定能量和寬度的激光脈沖，它在光纖中 傳輸?shù)耐瑫r不斷產(chǎn)生背向散射光波，這些背向散射光波的狀態(tài)受到所 在光纖散射點的溫度影響而有所改變，將散射回來的光波經(jīng)波分復(fù) 用、檢測解調(diào)后，送入信號處理系統(tǒng)便可將溫度信號實時顯示出來， 并且由光纖中光波的傳輸速度和背向光回波的時間對這些信息定位。 其原理和結(jié)構(gòu)框圖如下所示。 線型差定溫火災(zāi)探測系統(tǒng)的原理示意圖 0 三．系統(tǒng)組成 測溫主機（終端機） 感溫光纖 監(jiān)視機（工控電腦） 1、fdts系統(tǒng)主機插槽視圖 測溫主機：型號：jtwn-ldc-70a-fr01，廣州市科思通技術(shù)有限公司自主開發(fā)。 經(jīng)過國家消防機構(gòu)檢測合格的產(chǎn)品。 rs232通信口引腳圖： 引腳輸出信號 1空 2rxd（串口1） 3txd（串口1） 4

. '. 光纖測溫系統(tǒng)原理 2.3.1光纖測溫系統(tǒng)構(gòu)成 圖4光纖測溫系統(tǒng)構(gòu)成 光纖測溫系統(tǒng)設(shè)計說明：采用點式測溫，由于解調(diào)體積較小，可每臺**每組件近安裝一 個溫度解調(diào)儀，測溫主機安裝在控制室，多路感溫光纖分別對監(jiān)控區(qū)域進行溫度監(jiān)測，通過 rj45上傳實時溫度數(shù)據(jù)，報警時通過繼電器輸出報警信息給上位機，實現(xiàn)報警聯(lián)動。 2.3.2系統(tǒng)特點 ?不降低電氣設(shè)備的安全等級：測溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器體積小，直徑2.8mm，沒有任 何金屬材質(zhì)、電子元器件，絕緣性好，20cm耐10萬伏電壓。 ?最準(zhǔn)確的預(yù)報技術(shù)：不受電磁場干擾的監(jiān)測方式，≤10s的響應(yīng)時間充分將火災(zāi)隱患消 滅在萌芽階段。 ?全年、全天侯安全守護：至少25年，每年365天，全天候24小時實時監(jiān)測和分析。 . '. ?高性價比：初期造價經(jīng)濟合理，后期運行免維護。 ?減少了監(jiān)測盲區(qū)、提高了設(shè)

光纖傳感測溫系統(tǒng)

光纖光柵測溫技術(shù)以其現(xiàn)場無源、靈敏穩(wěn)定的特點,非常適用于隧道環(huán)境的火災(zāi)監(jiān)測.光柵測溫系統(tǒng)目前最常用的測溫模型是通過二次曲線擬合得到,其形態(tài)固定,存在一定的誤差.文中提出基于高斯過程回歸方法的測溫模型,能夠更加恰當(dāng)?shù)孛枋龉鈻胖行牟ㄩL隨溫度變化的規(guī)律,具有更高的準(zhǔn)確度.

溫度監(jiān)測是預(yù)防電力電纜大量使用引發(fā)事故的常規(guī)方法,通過對國內(nèi)外4種常用電力電纜測溫技術(shù)的分析,認(rèn)為光纖光柵溫度傳感技術(shù)抗電磁干擾能力強,布置靈活,可實現(xiàn)多目標(biāo)溫度的快速準(zhǔn)確測量;闡述了光纖光柵傳感器的測溫原理;實際應(yīng)用表明,利用光纖光柵傳感器監(jiān)測電力電纜溫度安全可靠、精度高、監(jiān)測距離遠(yuǎn)。

理論分析了切趾弱雙折射光纖布喇格光柵反射偏振相關(guān)特性與溫度之間的關(guān)系.數(shù)值模擬了切趾弱雙折射光纖光柵的反射譜、偏振相關(guān)損耗和差分群時延隨波長變化曲線.實驗測出了不同溫度下反射譜、偏振相關(guān)損耗和差分群時延隨波長變化曲線.根據(jù)實驗結(jié)果對偏振相關(guān)損耗和差分群時延的變化情況作出了分析.反射偏振相關(guān)損耗呈現(xiàn)兩個峰值,隨溫度增加兩峰漂移程度相同,表明偏振相關(guān)損耗無明顯差異.差分群時延最大值隨溫度增加成線性向長波方向漂移,證明了光纖光柵正交模損耗變化的等同性.綜合理論分析與實驗結(jié)果表明:切趾弱雙折射光纖布喇格光柵的偏振特性隨溫度產(chǎn)生明顯的變化,其正交模變化呈現(xiàn)等比例特性.

我國高速鐵路建設(shè)已進入快速發(fā)展時期,對運行列車的安全保障成為日益凸顯的重要研究內(nèi)容,建立鐵路異物侵限監(jiān)測系統(tǒng)顯得尤為必要和迫切。本文提出用光纖布喇格光柵應(yīng)力傳感器替代傳統(tǒng)的電網(wǎng)傳感器,分析了光纖布喇格光柵應(yīng)力傳感器的工作原理,設(shè)計出一種基于光纖光柵傳感器的高速鐵路異物侵限監(jiān)測系統(tǒng)。該異物侵限監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)了分布式測量、實時監(jiān)測、在線控制等功能,從而有力地保障了列車的運行安全。

電纜分布式光纖測溫系統(tǒng)

提出了一種基于級聯(lián)長周期光纖光柵的光纖布拉格光柵解調(diào)系統(tǒng)。級聯(lián)長周期光纖光柵作為邊沿濾波器,利用它的一個線性區(qū)監(jiān)測單個光纖布拉格光柵傳感信號。該系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、價格低等優(yōu)點,但易受光源抖動及系統(tǒng)其他不穩(wěn)定因素等帶來的系統(tǒng)噪聲的影響。為消除系統(tǒng)噪聲帶來的不利影響,對該系統(tǒng)進行了改進。改進系統(tǒng)利用級聯(lián)長周期光纖光柵的兩個線性區(qū)同時監(jiān)測兩個光纖布拉格光柵傳感信號。分別用原系統(tǒng)及其改進系統(tǒng)對溫度進行監(jiān)測,實驗的溫度測量范圍為-70～-115°c。原系統(tǒng)的靈敏度為0.49mv/°c,溫度分辨率為0.5°c;改進系統(tǒng)的靈敏度為0.86mv/°c,溫度分辨率為0.3°c。實驗結(jié)果表明改進系統(tǒng)能有效消除系統(tǒng)噪聲,提高系統(tǒng)的精度。

光纖布喇格光柵(fbg)是國際上光纖傳感技術(shù)研究的前沿?zé)狳c。在惡劣環(huán)境下對復(fù)雜結(jié)構(gòu)進行變形和健康監(jiān)測,具有波長編碼等明顯的其他傳感器所沒有的特點。將由光纖光柵組成的陣列埋入結(jié)構(gòu)材料內(nèi)部,可用來監(jiān)測橋梁、大壩、重要建筑物以及船體、航天器內(nèi)部的溫度、應(yīng)變、壓力及材料結(jié)構(gòu)狀態(tài)的變化。該文介紹了采用掩模板制作光纖光柵傳感器的原理和方法,分析了采用相位掩模法制作的分布式光纖布喇格光柵傳感器的靈敏度等測量性能和噪聲的隨機過程特性,從而為其在船舶結(jié)構(gòu)變形測量技術(shù)中的應(yīng)用提供了科學(xué)依據(jù)。

為了實現(xiàn)對整個艦艇結(jié)構(gòu)狀態(tài)長期實時的監(jiān)控,構(gòu)建了基于光纖布喇格光柵傳感器的監(jiān)控系統(tǒng),設(shè)計了系統(tǒng)總體硬件電路,給出了系統(tǒng)軟件工作流程和尋峰算法流程,并最終完成了對系統(tǒng)的功能驗證。經(jīng)驗證,系統(tǒng)實現(xiàn)了多通道同步實時校準(zhǔn)的波長解調(diào)功能,掃描頻率可達4khz,能夠快速響應(yīng)監(jiān)控狀態(tài),可直接進行工程應(yīng)用。

光纖測溫系統(tǒng)設(shè)備及技術(shù)參數(shù)

光纖測溫系統(tǒng)原理 2.3.1光纖測溫系統(tǒng)構(gòu)成 圖4光纖測溫系統(tǒng)構(gòu)成 光纖測溫系統(tǒng)設(shè)計說明：采用點式測溫，由于解調(diào)體積較小，可每臺**每組件近安裝一 個溫度解調(diào)儀，測溫主機安裝在控制室，多路感溫光纖分別對監(jiān)控區(qū)域進行溫度監(jiān)測，通過 rj45上傳實時溫度數(shù)據(jù)，報警時通過繼電器輸出報警信息給上位機，實現(xiàn)報警聯(lián)動。 2.3.2系統(tǒng)特點 ?不降低電氣設(shè)備的安全等級：測溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器體積小，直徑2.8mm，沒有任 何金屬材質(zhì)、電子元器件，絕緣性好，20cm耐10萬伏電壓。 ?最準(zhǔn)確的預(yù)報技術(shù)：不受電磁場干擾的監(jiān)測方式，≤10s的響應(yīng)時間充分將火災(zāi)隱患消 滅在萌芽階段。 ?全年、全天侯安全守護：至少25年，每年365天，全天候24小時實時監(jiān)測和分析。 ?高性價比：初期造價經(jīng)濟合理，后期運行免維護。 ?減少了監(jiān)測盲區(qū)、提高了設(shè)備安全性：定位精度1mm。

光纖光柵感溫探測系統(tǒng)

en.sure分布式光纖溫度系統(tǒng)方案 保證當(dāng)今世界電力的可靠供給 防止電力中斷的預(yù)防措施 隨著對電力的需求不斷增加，對于電力公司和電網(wǎng)的挑戰(zhàn)也越來越大。電力供給行業(yè)繼續(xù)迅速 自由化發(fā)展，致使了國內(nèi)和國際網(wǎng)絡(luò)的重組。過去幾年中發(fā)生的事件，包括主要區(qū)域大規(guī)模的 停電和短路，以及替代能源不斷被應(yīng)用于現(xiàn)存的網(wǎng)絡(luò)中，表明了現(xiàn)在的結(jié)構(gòu)需要作出改善。同 時，對開支能否降至最低的壓力也越來越大。 溫度監(jiān)測是地下能源傳輸分配系統(tǒng)優(yōu)化的關(guān)鍵因素。導(dǎo)體的溫度取決于負(fù)載，但其余諸如土壤 熱阻力，電力線路的排布，相鄰的電纜和其他來源擴散到導(dǎo)體周圍的熱量等因素也會對系統(tǒng)表 現(xiàn)產(chǎn)生重要影響。 即使現(xiàn)今，要預(yù)測電纜沿線的溫度分布是幾乎不可能的，所以系統(tǒng)的最大載流量通常妥協(xié)于操 作條件和風(fēng)險最小化。 安裝工業(yè)分布式溫度測量系統(tǒng)（dts）來測量電纜沿線的實時溫度是傳輸分配系統(tǒng)監(jiān)測的第一 步。lios技術(shù)有限公司提供的