专家点评

<正>以智能传感为特点的新一代光纤传感网及其关键器件研究是未来光纤传感技术的发展方向.自20世纪80年代,低损耗光纤的出现使得光纤传感技术显示出了广阔的应用前景.90年代后期,光纤传感技术呈产业化发展并形成了能源、环境、医学、地质、国防等应用领域.进入21世纪后,基于复用技术和数据融合模型的传感网成为人们争相研究的焦点.     

消逝波激励及增益耦合光纤三色激光辐射

将石英光纤浸入低折射率的染料溶液中,泵浦光沿光纤轴向耦合进入光纤并以全反射方式沿光纤轴向传播,泵浦光的消逝波激励染料分子产生增益.由于增益区域与回音壁模式的消逝场区域在空间很好的重叠,因此显著地提高了泵浦效率,增加了沿光纤轴向的增益长度.将一根直径为265μm的石英光纤浸入三段激光染料溶液中,在622～632,504～518和427～434nm的3个波长范围内同时获得回音壁模式的激光辐射.在消逝波激励及增益耦合方式下,实现了同一根光纤中红绿蓝三色的回音壁模式激光辐射,由此形成一种新型的三色回音壁模式光纤激光器.本文同时从实验和理论方面讨论了回音壁模式激光沿光纤轴向的产生长度随泵浦能量变化的关系.     

光纤传感技术的应用进展

随着光纤技术的不断发展,光纤传感技术在更多的领域得到应用与发展.结合光纤传感技术的最新研究成果以及在军事、化工、航空航天以及地质工程中的开发研究,本论述首先介绍了光纤的结构及其分类,其次从光纤光栅传感器、阵列复用传感器系统、分布式光纤传感器系统以及智能化光纤传感器系统介绍光纤传感技术的研究进展,然后从军事、化工、航空航天及地质工程领域中介绍光纤传感技术的应用,最后结合现代科技以及计算器技术的发展对光纤传感技术在各个领域中的应用前景进行展望.     

新一代光纤智能传感网与关键器件基础研究进展

天津大学在973计划项目的资助下,开展了光纤传感技术相关研究.其主要内容包括设计了基于光子晶体光纤的填充银线的PCF-SPR传感器,最佳灵敏度为2 400 nm/RIU;设计了一种基于液芯光子晶体光纤的PBG-PCF温度传感器,传感器的最高分辨率为4×10³ nm/RIU;设计了基于甲苯-氯仿混合溶液填充的光子晶体光纤可调谐热敏光开关,通过改变溶液配比实现不同温度跃变点;构建了基于光微流体理论的3种结构模型,并针对模式场分布及磁场探测展开了研究;构建了基于L波断掺饵光纤放大器的光纤内腔气体传感系统,其绝对误差小于0.04%;针对传感器结构、解调光路、解调算法,设计并优化了F-P传感系统;提出了针对光纤传感网的评估鲁棒性模型,开展了梳状暗调谐光源技术和OFDR技术在光纤传感网检测方面的研究.     

光纤传感技术在油田开发中的应用进展

相对于传统电学传感器,光纤传感器具有体积小、灵敏度高、耐酸碱腐蚀、抗电磁干扰能力强、不产生电火花以及可实现分布式、实时在线、永久性监测等特点,得到了众多科研工作者的广泛关注,并在油田开发中获得了广泛应用。对应用于油田开发中的光纤传感技术的原理和发展现状进行了介绍,主要包括用于温度、压力、流场、声波、应力等方面检测的光纤传感技术。阐述了各种光纤传感技术在油田开发中的具体应用,通过对各传感技术的优缺点进行分析,并与现有的传统传感技术比较,指出了光纤传感技术在油田开发应用中的巨大优势和广阔前景,并对光纤传感技术在油田勘探和开发中的进一步的应用和发展进行了展望。     

光纤光栅传感技术的原理与应用

光纤光栅传感技术作为是近些年来发展起来的一门新技术。具有高灵敏度、低损耗、易制作、性能稳定可靠等优点。本文阐述了光纤光栅传感技术的原理及光纤光栅传感技术的应用。     

新一代光纤智能传感网技术进展

新一代光纤智能传感网是一项涵盖领域较为广泛的综合性技术,主要包括微结构光纤传感、基于非线性光学散射的光纤传感、基于光纤扰动的光纤传感、传感网的优化及应用技术四个方面。燕山大学、天津大学研制了不同类型的光子晶体光纤传感器,可用于生物化学方面检测。中国计量学院、南京大学开展了基于非线性光学散射的光纤系统研究,并在实际工程中得到应用。复旦大学、天津大学、上海理工大学针对光纤扰动的理论、算法等方面进行了研究。天津大学开展了光纤传感网优化及应用的研究,并在实际中得到应用。该文简要介绍了上述科研机构在光纤智能传感网技术方面取得的进展,为广大科研工作者进行相关研究提供参考。     

分布式光纤传感系统在煤矿采空区火灾监测中的应用

为弥补束管监测系统存在的不足,利用光纤传感技术的优势,将分布式光纤传感系统应用于煤矿采空区,对采空区内温度进行实时在线监测。理论分析及现场实践表明,此系统可以对高温点进行连续监测和定位,且具有本质安全、远程、分布式连续测量等特点。同时,对监测数据及数值模拟结果进行对比分析,结果表明光纤光栅技术能够精确、连续测试采空区内温度变化,可为清晰分析和判断采空区自然发火规律提供良好数据资料,有效地弥补了现有检测技术所存在的弊端。光纤传感技术在煤矿安全上的研究应用对认识煤矿灾害形成机理和重大灾害预测预报技术的发展起到促进作用。     

光纤光栅传感技术在房屋静载试验中的应用

光纤光栅传感技术作为工程结构监测的一种全新方法,因其具有较高的性价比而备受青睐.以房屋静载试验为例,详细介绍了光纤光栅传感原理和布设工艺.静载试验结果分析表明:光纤光栅传感技术性能稳定、数据可靠,有较好的应用前景.     

光纤测井技术面面观

光纤传感技术是伴随光纤通信技术的发展而迅速发展起来的新型传感技术,不少光纤传感系统已实用化,成为替代传统传感器的商品。光纤传感器目前已能够进行井下参数(压力、温度、多相流)的监测、声波监测、激光光纤核测井等,在石油测井中得到了广泛的应用。     

Compact fiber-optic diode-laser sensor system for wide-dynamic-range relative humidity measurement

A compact fiber-optic diode-laser sensor system for measuring relative humidity is studied. In such a system, a distributed feedback laser lasing near 1877 nm is used as light source while a high-precision Pt resistance as temperature sensor, an accuracy of 0.1% relative-humidity can be achieved. The laser sensor system is able to lock to the absorption peak and calculate the density of water vapor without any additional reference measurements. Using programs built in to the microcontroller unit, the laser system can switch functions between direct measurement at high density and second-harmonic detection at low density. The system can switch between the two modes automatically and work in a wide dynamic range.     

黄芩中黄芩甙的提取工艺研究

用不同浓度的乙醇水溶液对黄芩进行回流提取，以浸青的出青率和黄芩甙的得率及含量为综合考察指标，确定乙醇的最佳提取浓度，并与水煮醇沉法比较．结果表明用50％的乙醇提取效果最好，黄芩甙的得率可达8．72％，含量达94．0％；且醇提法普遍优于水煮醇沉法．     

半导体吸收式光纤温度传感器

利用半导体光吸收原理 ,提出了一种新颖的半导体吸收式光纤温度传感器 ,它可实现在高压、强电磁环境下对电力系统线路及设备的温度测量。该传感器使用砷化镓半导体材料作为温度敏感元件 ,并用反射式传感结构 ,使其具有结构简单、容易使用、响应速度快的特点 ;同时利用除法器减少了光强的变化及光纤连接损耗对传感器信号的影响。实验测定 ,该传感器在 - 2 0℃～ 110℃的温度范围内有1℃的精度 ,温度在 15℃～ 110℃范围变化时有 2 5 s的响应时间。     

干涉型光纤水听器PGC解调方案的研究

光纤水听器是一种建立在光纤、光电子技术上的水下声信号传感器，它通过高灵敏度的光纤相干检测，将水声信号转换成光信号，通过光纤传送至信号处理系统提取声信号信息．针对干涉型光纤水听器PGC解调方案作了研究，并通过模数混合的PGC解调完成了对声信号的检测．     

酒中乙醇含量测定的新方法--褪色光度法

提出甲基褪色光度法测定乙醇含量,在pH=3.2的乙酸-乙酸铵缓冲介质中,乙醇定量使甲基橙褪色,最大吸收波长λmax=520nm,乙醇浓度在0%~30%范围内服从比耳定律.该方法用于酒中乙醇浓度的测定,结果满意.     

乙醇对鲍鱼碱性磷酸酶活力与构象的影响

以乙醇为效应物研究对鲍鱼碱性磷酸酶(ALP)活力影响的结果表明．酶的剩余活力随着乙醇浓度增大而迅速下降，乙醇浓度40％可使酶活力完全丧失．说明乙醇对鲍鱼ALP有明显的失活作用，JG50为13％．含较低浓度乙醇(30％)的失活过程是可逆的反应．测定乙醇对酶的失活作用机理．结果表明乙醇对鲍鱼ALP的失活作用是非竞争性机制，说明底物存在不影响乙醇对酶的失活作用．应用荧光光谱、紫外吸收光谱研究鲍鱼ALP经乙醇微扰后的分子构象变化，发现乙醇对酶分子构象有显的影响，酶的内源荧光强度随乙醇浓度增大而增强．荧光发射峰逐渐发生红移．紫外吸收光谱在276nm吸收峰随乙醇浓度增大而增强．这些结果表明．酶蛋白分子中的生色基团残基的微环境发生变化．     

Size tuning and oxygen plasma induced pore formation on silica nanoparticles

Silica nanoparticles have been prepared from tetraethylorthosilicate dissolved in ethanol followed by base-catalyzed condensation.Earlier works reported that at least four parameters,namely concentrati...     

基于碳纳米管负载四氧化三铁纳米粒子苯酚传感器的研究

在环己烷、乙醇和水的混合溶液中,采用共沉淀法制备四氧化三铁-碳纳米管复合材料(CNTs-Fe_3O_4),利用扫描电镜和傅里叶变换红外光谱对CNTs-Fe_3O_4进行了表征.将CNTs-Fe_3O_4水相分散液滴涂到磁性碳糊电极(MCPE)表面,制备出一种新型电化学苯酚传感器(CNTs-Fe_3O_4/MCPE),利用电化学交流阻抗技术和循环伏安法表征CNTs-Fe_3O_4/MCPE的制备过程.在优化条件下,利用CNTs-Fe_3O_4/MCPE对不同浓度苯酚进行检测,结果表明,其线性响应范围为1×10~(-6)~1×10~(-4)M,相关系数R=0.996,检测限为1.81×10~(-7)M(S/N=3).所制备的苯酚传感器响应迅速、稳定、灵敏度高,可用于对微量苯酚的检测,在环境监测领域具有潜在的应用价值.     

基于TDLAS的一氧化碳浓度检测的研究

可调谐二极管激光吸收光谱技术（TDLAS）是利用气体分子的吸收光谱技术,痕量大气中污染气体的成分及浓度的新方法．介绍了TDLAS系统的组成及原理,分析了气体检测中二次谐波信号的检测原理,建立了待测浓度气体的二次谐波信号与标准浓度的二次谐波信号之间的模型,并用实验验证了该模型的准确性．     

湿铺高分子卷材防治反射裂缝效果研究

应用微机恒温式车辙试验系统对路面结构模型进行滚动疲劳加载试验,模拟行车荷载造成的剪切-弯拉-剪切循环作用,进行裂缝扩展情况跟踪监测,研究在基层和面层层间铺设湿铺高分子卷材防治反射裂缝的效果,并通过试验路进行验证。研究表明:卷材结构裂缝生成时间晚,扩展过程缓慢,且裂缝宽度较细,初裂和终裂疲劳加载次数较无卷材结构分别提高87%和190%。卷材通过自身组成材料特性协助面层受力,上层杜拉纤维增强网起到加筋作用,中间高分子树脂胎体起到应力吸收作用,胎体两侧自粘沥青胶层能够在常温下与基层和面层良好黏结,同时起到应力吸收作用。以水泥胶浆替换乳化沥青粘层,卷材结构初裂和终裂疲劳加载次数再次提高18%和11%,水泥胶浆水化反应增强了复合结构层间黏结和裂缝两侧面层层底联结,将应力传递到面层两侧,有效消除裂缝处的应力集中现象。