基于拉曼散射的分布式光纤折叠结构温度传感器

提出了基于光纤折叠结构的分布式温度传感器系统,该系统只采用反斯托克斯散射光的方法解调温度.由于光纤折叠结构的应用,光纤内相对于半长度处对称的两个不同位置的后向拉曼散射所携带的温度场信息相同,这样就可以只探测反斯托克斯散射光强解调出温度,从而消除了传统方法中由于波长不同而引起的损耗差,有效提高了测量精度.最后用时域累加平均预处理信号,再用小波变换使信噪比由1 dB提升到11 dB.     

光时域背向拉曼散射分布式光纤传感器与光频域背向拉曼散射分布式光纤传感器对比研究

分析了ROFDR分布式光纤温度传感器和ROTDR分布式光纤温度传感器的理论模型、算法和各自的特点，指出Rofdr分布式光纤温度传感器可以降低噪声、获得高的信噪比、测试时间短，和ROTDR分布式光纤温度传感器相比有明显的优势。最后对比了ROFDR分布式光纤温度传感器的仿真结果和别人获得的ROTDR分布式光纤温度传感器的实测结果，显示出ROFDR分布式光纤温度传感器非常低的温度误差和非常高的空间分辨率，也表明了ROFDR的诱人前景。     

分布式光纤传感数据采集系统设计

基于拉曼散射温度效应和光时域反射技术,设计了100 MHz高速数据采集系统SDLaser_DAQ600,实现对空间环境温度场测量。在数据采集系统中利用现场可编程逻辑门阵列(FPGA),采用实时累加平均算法对原始光纤传感信号进行累加平均,支持10 km光纤实时采样,空间分辨率达到1 m。实验结果表明,65 536次数据累加平均可以得到平滑的斯托克斯和反斯托克斯曲线,使光纤传感信号的信噪比提高到90 d B以上,能够为分布式温度测量提供良好的数据支持。     

基于DSP技术模拟滤波系统研究

介绍了基于DSP技术的模拟滤波系统的原理和组成,并对实验的过程及数据进行了对比分析,得出系统数据处理的方法和算法,利用该系统可将分布式光纤温度传感器系统和光栅光纤温度传感器系统所采集的温度信息进行处理。     

分布式光纤传感油井高温测试及其信号去噪研究

分布式光纤温度测试是一项近些年发展起来的、适用于高温高压的测试新技术。对分布式光纤温度传感器的工作原理和油井分布式光纤测温系统的构成进行了系统介绍。简要介绍了油井光纤温压监测系统的测试工艺和分布式光纤传感油井高温浏试信号去嗓分析方法。     

基于时域累积平均和双谱估计的弱信号去噪

传统的弱信号处理方法不适于处理分布式光纤温度传感器输出的宽频带微弱信号.在对时域累积平均和双谱估计两种算法分别进行仿真分析的基础上,提出了将时域累积平均和双谱估计相结合的弱信号去噪方法,结果表明该方法可以有效地提取出有用信号,抑制噪声.     

微波冷冻干燥过程中光纤测温技术的研究

分析了半导体吸收波长随温度的变化特性,选用红外发光二极管作为信号光源,光纤采用石英光纤,设定这类半导体吸收式光纤温度传感器的基本参数,建立了半导体材料ＧａＡｓ的透过率与温度关系的数学模型．采用一种基于双波长原理的输送回路来减少测量误差,研制成功了一套半导体吸收式光纤测温系统．在０～１００℃内进行了实验测试．结果表明,改进后的光纤温度传感器可以替代传统的热电偶在微波场中进行实时测温     

光纤温度传感器在煤矿井下温度测量系统中的应用

本文利用光纤温度传感器来实现对煤矿井下温度的智能测量,着重讨论了光纤温度传感器的原理、特点以及它的使用方法。通过获取测量中的温度参数并与实测的数值进行比较,检验了基于分布式温度测量系统在生产现场的可行性。     

光纤分布式喇曼温度传感系统设计

对基于反斯托克斯/斯托克斯散射光强比值型的光纤分布式喇曼温度传感系统作了较为详细的研究,对系统主要器件的要求进行了计算,为实际应用和分析实验中可能出现的问题提供了理论依据.     

光纤光栅温度传感器在地源热泵中应用

地源热泵应用地下土壤的地热资源,为建筑冬季供暖和夏季制冷．为了实时监测地源热泵工作过程中垂直盘管换热器周围土壤温度的变化,应用3个自行研制的光纤光栅温度传感器。组成分布式光纤光栅温度监测系统对其进行监测．3个光纤光栅温度传感器分别安置在25m垂直盘管的5、15和25m处．垂直盘管安装完后,应用FBG波长解调系统采集数据．采用双层钢管封装的光纤光栅温度传感器,有效消除了应变对光纤光栅的影响,同时也提高了光纤光栅的温度灵敏度．该光纤光栅温度传感系统对地源热泵长期工作状态进行了监测,监测结果与理论计算结果符合很好．     

基于一次谐波的光谱吸收式甲烷气体传感器设计

甲烷气体检测是工业生产、环境监测和科学研究领域中的一个重要研究课题.该文在基于波长调制技术的光谱吸收式光纤气体检测方法的基础上,分析了一次谐波信号的数学模型,提出了一种基于一次谐波设计的光纤甲烷气体传感器的实施方案,设计精确的电流和温度电路控制垂直腔面发射激光器,利用锁相放大器AD630提取一次谐波信号幅度,实现对不同浓度的甲烷气体进行测量.实验结果表明,一次谐波信号幅度与浓度存在着很好的线性关系,分辨率达到20ppm.该系统消除了光源波动的影响,工作稳定,简化了结构,调试简便.     

无线传感器网络中传感器节点定位的递归加权最小二乘优化方法

采用最小二乘优化算法,研究了基于接收信号强度测量的信号源定位问题.首先,建立了路径损耗的线性化模型;然后,介绍了加权最小二乘法,并提出了无线传感器网络中传感器节点定位的递归加权最小二乘优化方法.最后将本文提出的迭代加权最小二乘法与基于接收信号强度（RSS）的2种算法进行比较,仿真结果表明提出的算法在定位精度方面有更好的表现.      

一种新型的光纤荧光温度传感器

介绍一种基于稀土荧光材料（Y^2O^2S:Eu)温度－荧光特性的光纤荧光温度传感器,由紫外汞灯发出的紫外光补调制成脉冲激励光,通过光纤传输激发探头处的荧光材料产生荧光,通过测量两个峰值荧光信号的值得到输出与温度的关系,温度测量误差小于0．5℃。实验结果表明,文具该测系统能够有效地消除光源不稳定及测量通道中光强度化对测量 结果的影响。     

基于布里渊散射的高频可调谐微波信号产生技术的研究

为了获得高频可调谐微波信号,首先设计了一种基于MSP430F149单片机的温度控制系统,该控制系统通过温度传感器TMP112进行温度信息采集,驱动电路产生的PWM波信号驱动TEC芯片;其次,利用设计获得的温度控制系统,提出并验证了一种高频可调谐微波信号产生的方法:利用光纤布里渊散射放大效应获得多波长激光器;通过光纤滤波器滤波获得了高频微波信号输出;调节温度控制系统的驱动电压控制增益光纤的温度,获得22.055~22.121 GHz的可调谐微波信号。如果进一步改变控制系统的温度调谐范围可以获得更宽的微波信号输出。     

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.     

一种时分复用光纤传感器阵列信号处理方案的设计与实现

通过对被测信号与光纤传感器输出信号频率、频谱的分析,设计了一种时分干涉型光纤传感器阵列信号处理与信号解调的处理方案,并给出了实验结果。     

煤矿井下R-OTDR光纤EEMDMAF去噪算法研究

针对煤矿井下管道存在的潜在瓦斯泄露、粉尘爆炸等问题,提出了基于Ｒ-OTDＲ( Ｒaman Optical Time Domain Ｒeflectometry) 分布式光纤温度传感器的管道安全监测方法,分析了Ｒ-OTDＲ 光纤的技术原理。对于采集过程中温度信号噪声干扰问题,分别采用滑动平均滤波和EEMD( Ensemble Empirical Mode Decomposition) 两种方法进行去噪。仿真结果表明,单独使用两种方法都不能得到最优的去噪结果。将融合滑动平均滤波及EEMD去噪算法,并采用3 个指标用于效果判定。实验结果表明: 先滑动平均再EEMD 能有效去除信号中的干扰噪声,极大地提高了信噪比和系统测量精度,相比传统算法而言,系统传感效率更高。     

基于EMD的油气管道安全分布式光纤预警系统信号分析方法

针对油气管道安全分布式光纤预警系统检测信号的非平稳特征，提出了基于经验模态分解（EMD）的信号分析方法．预警系统基于Mach—Zehnder光纤干涉仪原理，沿油气管道同沟敷设光缆，利用其中三条单膜光纤构成分布式微振动测试传感器，实时检测管道沿途所发生的泄漏及其他异常事件．该信号分析方法将检测信号通过EMD分解为多个平稳的固有模态函数（IMF）之和，选择若干包含信号主要信息的IMF分量对其进行峭度分析，提取几种事件信号的特征．最后分析了现场实验数据及其信号处理结果．研究结果表明，该方法可以有效地对管道周围发生的泄漏和其他异常情况进行特征提取．     

基于LabVIEW的光纤加速度计解调系统的研究

GC（相位生成载波）的零差解凋技术常用于十涉型光纤传感器的信号解调，然而由于模拟电路的电子元件之间存在阻抗不匹配、过载和温度漂移等问题，因此解调系统不能达到最佳性能．该文介绍了基于虚拟仪器技术的光纤加速度计系统．与传统的硬件设计相比，此方法能够克服模拟电路引入的噪声和元器件之问不匹配问题．在虚拟仪器环境下实现信号的采集、冠示以及数据处理和相位调制，更具有可行性．     

蓝宝石光纤温度传感器的非线性误差分析与校正

近年来光纤辐射温度传感器得到了较广泛的应用，这种方法基于黑体辐射原理，为了解决测量中存在非线性误差问题，分析了光纤黑体辐射温度传感器的原理和非线性误差的来源，给出了测量电路的组成，并利用标准铂一铑热电偶进行温度校正，校正后的测量结果能够满足实际测量需要。