光纖光柵溫度傳感器

介紹了光纖光柵溫度傳感器的金屬管封裝技術(shù),通過實(shí)驗(yàn)研究其溫度傳感特性。采用熱膨脹系數(shù)不同的內(nèi)徑r=1mm,壁厚d=0.5mm,長度l=100mm管式結(jié)構(gòu)的金屬材料對(duì)光纖光柵進(jìn)行貼壁封裝實(shí)驗(yàn)時(shí),得到黃銅管封裝的傳感靈敏度為14.9pm/℃,紫銅管封裝的為14.6pm/℃,不銹鋼管封裝的為12.0pm/℃,它們分別是裸光柵的1.66倍、1.62倍和1.33倍,意味著熱膨脹系數(shù)大的封裝材料傳感靈敏度更高。實(shí)驗(yàn)表明,軸向封裝的光柵,傳感靈敏度還與其同管內(nèi)壁的間距有關(guān),間距越小靈敏度越高。

光纖溫度傳感器匯總.-光纖溫度傳感器

光纖溫度傳感器匯總.-光纖溫度傳感器 (2)

提出了一種新型分布式光纖光柵溫度監(jiān)測系統(tǒng),可以實(shí)現(xiàn)電纜溫度的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測?；跓醾鲗?dǎo)方程和邊界條件的基礎(chǔ)上,采用有限元法對(duì)電纜溫度場進(jìn)行了分析,為監(jiān)測電纜溫度提供了理論依據(jù)。光纖光柵本身不帶電,抗輻射和電磁干擾能力強(qiáng),耐高壓和腐蝕,非常適合用做高壓電力環(huán)境中的溫度傳感器。通過光纖光柵的溫度特性實(shí)驗(yàn),在20~100℃的溫度范圍內(nèi),光纖光柵的中心波長隨溫度變化呈良好的線性,線性度達(dá)到99.8%。通過對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的熱電偶溫度傳感器與光纖光柵溫度傳感器的對(duì)比實(shí)驗(yàn),表明該系統(tǒng)測量時(shí)間-溫度變化曲線跟隨性好,溫度差均小于1℃,符合電力電纜溫度狀態(tài)在線監(jiān)測的使用要求。

設(shè)計(jì)了用于開關(guān)柜母線、靜觸頭溫度監(jiān)測的光纖光柵溫度在線監(jiān)測系統(tǒng),系統(tǒng)所用光纖光柵溫度傳感器采用了應(yīng)變不敏感封裝,避免了傳感器在安裝及測試過程中應(yīng)變對(duì)測量結(jié)果的影響,提高了溫度監(jiān)測準(zhǔn)確度及可靠性。經(jīng)測試,采用上述封裝結(jié)構(gòu)的光纖光柵溫度傳感器溫度特性與裸光柵溫度特性一致,該監(jiān)測系統(tǒng)至今已連續(xù)運(yùn)行1a多,工作狀態(tài)良好。

提出了一種光纖光柵的銅片封裝工藝,并通過實(shí)驗(yàn)和理論分析研究了光纖光柵的應(yīng)變和溫度傳感特性.與裸光纖光柵的測試結(jié)果相比,銅片封裝工藝基本不改變光纖光柵應(yīng)變傳感的靈敏度,但是溫度靈敏度系數(shù)提高了2.78倍.經(jīng)過銅片封裝后的光纖光柵可以探測到的應(yīng)變和溫度分別為1με和0.03℃,便于工程應(yīng)用.

光纖光柵傳感器光纖光柵傳感器

介紹了一種實(shí)用化的新型光纖輻射溫度傳感器,分別采用單波段亮度法和雙波段比色法,實(shí)現(xiàn)了700℃～1000℃和1000℃～1600℃兩個(gè)范圍的溫度測量。它彌補(bǔ)了使用計(jì)算機(jī)根據(jù)遺傳算法進(jìn)行測量時(shí)存儲(chǔ)器中探測器件的特征值、工作時(shí)間、工作條件以及被測對(duì)象的表面狀態(tài)等因素帶來的測量誤差。這種傳感器可以直接顯示溫度測量結(jié)果和由鍵盤或上位機(jī)鍵入的溫度值。它有一個(gè)控制功能模塊,可以直接輸出模擬信號(hào)或開/關(guān)控制信號(hào),形成閉合的控制回路,輸出是4～20ma的直流信號(hào)疊加hart協(xié)議的數(shù)字信號(hào),可實(shí)現(xiàn)與其他設(shè)備的正常通信。同時(shí),該傳感器還具備完善的自我診斷功能。

油氣井溫度數(shù)據(jù)在地質(zhì)資料解釋和油氣井監(jiān)測方面作用明顯。但傳統(tǒng)的井溫測量儀器在井溫測量時(shí)存在靈敏度不夠高、不能在極限環(huán)境使用等缺點(diǎn)。光纖bragg光柵溫度傳感器作為新一代溫度測量技術(shù)的代表,具有體積小、質(zhì)量輕、抗輻射等傳統(tǒng)測量儀器無法比擬的優(yōu)勢,本文對(duì)其傳感原理、傳感器結(jié)構(gòu)、應(yīng)用等方面做了闡述。

第32卷第1期 2006年1月 　　　　　　　　　　　　　　　光學(xué)技術(shù) opticaltechnique 　　　　　　　　　　　　　　　 vol.32no.1 jan.　2006 　　文章編號(hào):100221582(2006)0120105203 匹配光纖光柵溫度傳感解調(diào)系統(tǒng) ξ 張治國,余重秀,羅映祥,王葵如,張民,葉培大 (北京郵電大學(xué)電子工程學(xué)院光通信與光波技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京　100876) 摘　要:實(shí)驗(yàn)了一種基于一維調(diào)節(jié)器的光纖光柵靜態(tài)溫度(溫度緩變)探測系統(tǒng)。在系統(tǒng)中,一維調(diào)節(jié)器與步進(jìn)電 機(jī)相連,步進(jìn)電機(jī)由pc(計(jì)算機(jī))通過plc(可編程邏輯控制器)進(jìn)行控制,匹配光纖光柵被固定在一維調(diào)節(jié)器上用來解 調(diào)增敏光纖光柵傳感器探測到的溫度信號(hào),匹配光柵的bragg周期可通過

介紹了光纖布拉格光柵傳感器測溫的基本原理以及一些布拉格光纖的封裝方法,在此基礎(chǔ)之上探討了一種新型的布拉格光纖光柵的封裝方法即用鋼條對(duì)布拉格光纖光柵進(jìn)行封裝,并通過實(shí)驗(yàn)對(duì)祼光柵和封裝后光柵的溫度特性進(jìn)行了研究.實(shí)驗(yàn)采用了恒溫水浴裝置,在25℃至70℃溫度范圍使用了中心波長為1530.5nm的光纖布拉格光柵進(jìn)行測量.先進(jìn)行了祼光柵的測量,在光柵封裝之后又進(jìn)行了測量.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,光纖光柵在封裝之后溫度靈敏度為裸光柵的2.5倍.其線性擬合度達(dá)到0.996.

提出了一種基于光纖bragg光柵的溫度傳感器,闡述了光纖bragg光柵的溫度傳感機(jī)理,用2個(gè)相同的光纖bragg光柵構(gòu)成折疊式mach-zehnder(m-z)干涉儀,其中一個(gè)光柵作為參考臂,另一個(gè)作為傳感臂:采用外差探測技術(shù)來測量外界的溫度物理量。當(dāng)溫度發(fā)生變化,bragg光柵的波長也隨之改變。外差探測用來探測傳感臂和參考臂由于溫度變化引起的輸出信號(hào)的頻率差異。對(duì)其動(dòng)態(tài)測量范圍和靈敏度也進(jìn)行了分析。

設(shè)計(jì)了一種對(duì)外加應(yīng)力應(yīng)變不敏感的光纖光柵溫度傳感器,通過雙層結(jié)構(gòu)消除外加應(yīng)力應(yīng)變對(duì)bragg波長的偏移值影響。建立了光纖光柵溫度傳感器模型中溫度變化量與bragg波長的偏移值的對(duì)應(yīng)關(guān)系。采用水浴法進(jìn)行測溫實(shí)驗(yàn),根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到光纖bragg光柵溫度傳感器的各項(xiàng)靜態(tài)性能指標(biāo)。

研制了一種雙套管式光纖bragg光柵溫度傳感器,以實(shí)現(xiàn)無外力作用的溫度測量。其中外套管隔離外加應(yīng)力應(yīng)變,在內(nèi)套管內(nèi)松弛地放置光柵以隔離封裝結(jié)構(gòu)的表觀熱應(yīng)變。引入引出尾纖穿過帶孔螺栓,以探測多個(gè)串聯(lián)光柵。為了避免光柵處于張拉狀態(tài),封裝在外套管1、外套管2和內(nèi)套管中的光纖余長應(yīng)分別大于1.4mm,1.8mm和0.4mm。試驗(yàn)結(jié)果表明,該光柵傳感器的溫度響應(yīng)靈敏度為9.671×10-3nm/℃,溫度測量分辨率為0.1℃。當(dāng)水溫從20℃躍變到70℃時(shí),該傳感器的溫度響應(yīng)時(shí)間分別為t0.5=15±2s和t0.9=52±4s。當(dāng)水溫從70℃躍變到20℃時(shí),該傳感器的溫度響應(yīng)時(shí)間分別為t0.5=26±9s和t0.9=63±8s。

本文通過對(duì)光纖結(jié)構(gòu)及原理的了解,解釋了光纖中光波傳播的主要特點(diǎn)。在了解了光纖光柵傳感器構(gòu)造及工作原理的同時(shí),以鋼板-混凝土結(jié)構(gòu)材料為實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?利用光纖光柵傳感器作為檢測儀器,通過在鋼板-混凝土材料構(gòu)成的橋面上布置不同數(shù)量和種類的fbg,同時(shí)認(rèn)為施加不同載荷,觀察fbg的檢測結(jié)果和檢測數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)證明,光纖光柵傳感器對(duì)于鋼板-混凝土組成的結(jié)構(gòu)進(jìn)行的無損檢測,其安全系數(shù)和檢測效率較其他無損檢測技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢。

傳感器總長810mm,直徑為2.5mm,4根光纖布喇格光柵(fiberbragggrating,fbg)互成90°分布在用記憶合金絲(shapmemoryalloy,sma)做基材的表面.通過在波分復(fù)用的基礎(chǔ)上添加光時(shí)分復(fù)用來改進(jìn)傳感網(wǎng)絡(luò)布置,提高測量精度;同時(shí),設(shè)計(jì)了一套封裝裝置來確保封裝時(shí)fbg與基材之間的準(zhǔn)確定位以及黏結(jié)劑能夠均勻的涂覆在基材和fbg表面,提高傳感器的封裝精度.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該fbg形狀傳感器的測量精度為3.1％.

光纖光柵傳感器介紹

1封裝結(jié)構(gòu)的性能要求用于隧道火災(zāi)檢測的光纖光柵溫度傳感器首先要能對(duì)火災(zāi)快速響應(yīng),但普通封裝結(jié)構(gòu)會(huì)導(dǎo)致光纖光柵溫度傳感器的靈敏度較低,影響傳感器快速響應(yīng)隧道中溫度變化,因此必須重新設(shè)計(jì)適合隧道火災(zāi)檢測用光纖光柵溫度傳感器的封裝結(jié)構(gòu)。隧道環(huán)境比較惡劣,光纖光柵溫度傳感器會(huì)受到各種拉力、剪切力等作用,這對(duì)于纖細(xì)(外徑約為125μm)和脆性(主要成分是sio2)的光纖光柵是難以承受的,因

為避免外加應(yīng)力應(yīng)變對(duì)溫度傳感器光柵的影響,提出了一種利用雙鋼管套裝來隔離外加應(yīng)力應(yīng)變的方法。傳感器兩端留有尾纖,可實(shí)現(xiàn)多個(gè)傳感器波分復(fù)用。為了防止因溫度和外加應(yīng)力應(yīng)變所導(dǎo)致的套管形變而產(chǎn)生光纖拉伸,封裝在兩個(gè)鋼管中的預(yù)留光纖長度應(yīng)大于0.69mm。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,溫度在0℃~80℃之間變化時(shí),靈敏度達(dá)到10pm/℃,線性度較好,可實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境溫度的高精度連續(xù)監(jiān)測。

光纖光柵位移傳感器

針對(duì)纜索局部埋植傳感器測試索力的特殊要求,特制光纖光柵應(yīng)變傳感器,傳感器封裝保證光纖光柵植入纜索的成活率,減敏結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)保證纜索索力測試的大應(yīng)力監(jiān)測要求。針對(duì)應(yīng)變傳感器與鋼絲的2種連接方式,即傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)膠連接和特制的抱箍機(jī)械連接方式進(jìn)行了張拉性能測試。由標(biāo)定的傳感器力敏系數(shù)可知,在鋼絲產(chǎn)生5000×10-6的應(yīng)變變化下,光纖光柵實(shí)際中心波長變化不超過2900pm,達(dá)到了減敏效果,傳感器可以滿足大索力長期測試要求。

基于壓電陶瓷的光纖光柵傳感器的設(shè)計(jì)。主要方法是利用改變壓電陶瓷的相關(guān)封裝的新結(jié)構(gòu),再結(jié)合光纖光柵而制成的電壓傳感器。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出:在0～160v的電壓范圍內(nèi),中心波長的變化與該傳感器兩端的電壓的改變有很好的線性關(guān)系,線性擬合度可達(dá)0.99,線性調(diào)諧的波長范圍約為1.6nm。