基于单模光纤偏芯结构的光纤折射率传感器研究

基于迈克尔逊(Michelson)干涉仪(MI)原理,结合光纤传感器的特性,设计和实现了一种单模光纤(SMF)偏芯干涉仪结构光纤折射率传感器,并针对蔗糖溶液进行了折射率的测量。实验结果表明:这种传感器的传感范围在1.33～1.39时,特征波长与外界折射率有单调的递减变化关系,蔗糖折射率每变化0.01时,特征波长平均变化约为0.12nm。这种传感器结构简单,灵敏度较高,能够实现液体折射率与浓度变化的在线检测。     

基于细芯光纤和球形结构的干涉型光纤传感器

设计制作了一种基于细芯光纤(Thin-core Fiber,TCF)和球形结构的干涉型光纤传感器.将一根单模光纤和一根细芯光纤熔接,然后在另一条单模光纤上制作球形结构,再与该细芯光纤熔接,制成传感单元.利用纤芯模和包层模的干涉,实现了对温度和压力的传感.实验结果表明,两个干涉谷Dip1和Dip2的温度灵敏度分别为0.056 1 nm/℃和0.054 2 nm/℃,压力敏感度分别为0.041 8 nm/N,0.030 6 nm/N.由于两个干涉谷的温度、压力灵敏度分别不同,所以可以利用敏感矩阵实现温度、压力双参量的同时测量。     

椭圆芯保偏光纤模间干涉特性的研究

对椭圆芯保偏光纤模间干涉特性进行了仿真研究,通过数值计算分析了椭圆芯保偏光纤模间干涉拍长、模传播常数、模间传播常数差与光源波长的关系,并对椭圆芯保偏光纤椭圆度和纤芯折射率变化对模间干涉特性的影响进行了深入分析,给出了相应的仿真结果和曲线.本文的研究结果对于设计基于椭圆芯保偏光纤模间干涉原理的光纤传感器具有重要的指导作用.     

干涉型光纤温度传感器及其自动检测

本文介绍了一种利用马赫—曾德尔干涉原理,用两条单模保偏光纤构成的温度传感器,并设计了由一对光纤束和TP801单板机组成的干涉条纹光电自动检测系统。     

温度型光纤白光干涉传感器的研究

根据光纤白光干涉传感器的测量原理,提出了一种采用半导体热电制冷器件的温度控制电路系统并利用它进行温度测试实验.实验结果表明：这种温度控制系统在温度测量的应用中线性非常好,而且升温过程和降温过程中每一个相同的测量点基本重合,具有很好的重复性和可用性,可对温度进行准确测量.     

蓝宝石高温光纤传感器研究

基于黑体辐射原理,研制成新型蓝宝石高温光纤传感器及光纤温控仪,对蓝宝石光纤高温传感头的热辐射特性进行了理论分析,经标定,仪器的测温范围为600－1800度,可分辨温度优于0．1度,空间分辨率约为1．5cm,可用于科研和工业生产中特殊环境下的温度测量。     

基于高速单模光模块的多模光纤传输系统性能分析

多模光纤传输系统是短距离通信的一个重要研究课题。然而,高速多模光模块技术的不成熟,使得短距离多模光纤通信无法达到5G等技术提出的高速通信的要求。采用高速单模光模块在多模光纤(MMF)中传输的方法来解决这个问题,并研究高速单模光模块在多模光纤中传输时由于偏芯距的变化而引发的模式激发及模式耦合对传输系统性能的影响,得出能够实现短距离高速通信的最大偏芯范围。结果表明,随着偏芯距位置的增多,以及偏芯距的增大,系统的传输性能逐渐下降,多模光纤间所允许的最大偏芯距离随着单模光纤(SMF)-多模光纤和多模光纤-单模光纤间的偏芯距的增大而逐渐减小。     

基于取样光纤光栅的温度-应变交叉传感器

设计了一种基于取样光纤光栅的温度-应变交叉传感器,应变测量范围为0~2 000με,温度测量范围为-50~200℃.仿真验证获取了取样光纤光栅的传感特性.应用SPSS统计学软件,得到取样光栅同时测量温度和应变的双参量矩阵方程,并标定了矩阵方程中的4个传感系数.     

双光纤干涉温度传感器的研究

目的研制一种具有高分辨率、高灵敏度、抗电磁干扰的全光纤温度传感器。方法应用双光纤干涉和温度对相位的调制原理并借助CCD图像传感器、计算机系统。结果建立了基于光纤传感温度的测量系统。结论双光纤温度测量系统具有稳定、可靠、分辨率高和抗电磁干扰等优点,可实现-20℃至80℃的温度测量。     

基于多小波的分布式光纤温度传感监测数据处理

分布式光纤温度传感监测系统采集的数据不可避免地存在噪声.为有效地探测和消除噪声,得到更可靠的温度监测数据,根据多小波原理及特性,结合矩阵预处理法和重复行预处理法,提出改进的矩阵预处理方法和新的软阈值方法,并应用于大坝DTS采集的温度数据消噪.结果表明,改进的多小波矩阵预处理方法比未改进的多小波预处理方法及DB4单小波方法有更高的信噪比,且去噪效果性能更好,在消噪处理方面具有较好的应用潜力.     

高温流量传感器的研究

利用电磁感应原理、对流换热理论,采用磁电式传感器及特定的结构和材料,设计一种流量传感器,使其能够测量处于高温环境下的介质.对传感器的工作原理和测量原理进行分析,并设计相应的测量系统,提出制作过程中应注意的问题.实验结果表明:系统可以完成温度范围为120～500℃高温介质的计量,解决了目前高温流量计进行计量时遇到的难题.     

基于薄壁圆筒结构的光纤光栅瓦斯压力传感器

为提高瓦斯压力监测的精度和准确性,设计了一种带温度补偿、基于薄壁圆筒结构的高灵敏度新型光纤光栅瓦斯压力传感器。通过理论分析,确定了传感器的结构和尺寸。该传感器采用内径15 mm、壁厚0.13 mm、材料为30Cr Mn Si A的薄壁圆筒。通过测试,传感器灵敏度为220 pm/MPa,瓦斯压力为10 MPa时光纤光栅中心波长漂移量为2.93 nm,基本误差小于0.05 MPa,具有较好的可重复性。现场应用表明,新型传感器具有较高精度,克服了温度对监测结果的影响。     

用于油井温度剖面快速测量的高精度光纤光栅温度传感器设计

为实现对油井温度剖面的高精度快速测量,设计了一种游走式高精度光纤光栅温度传感器,采用超细不锈钢管进行耐压封装,进行了温度响应速度的理论仿真,并分析了井下高压对测量精度的影响。对直径1.2 mm的传感器采用商用高精度解调仪进行解调后进行了测试。结果表明,设计的光纤光栅温度传感器的分辨率为0.01 ℃,测温线性范围到达175 ℃,响应速度小于108 ms,耐压可达100 MPa,能够满足油井温度剖面快速测量的需要。     

高灵敏度光纤气体传感器的研究

研究了差分吸收式光谱吸收型光纤气体传感器．基于NO2的光谱吸收特性,设计了一种检测NO2浓度的光纤传感系统,以LED作为光源,采用双波长差分检测技术,有效消除了由光源、光纤和传感头的不稳定所引起的检测误差,提高了检测灵敏度,大大增加了该传感器的适用性．