基于多参量光纤F-P传感的变压器局部放电与油温传感方法 被引量：18

1

作者 张知先 雷嘉丽 +3 位作者 陈伟根 蔚超 吴柯洁 项施叶子 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期58-65,共8页

为及时准确掌握电力变压器的运行状态,简化变压器内部传感器的安装布置,针对局部放电和油温这两大变压器运行状态关键特征参量,提出基于法布里-珀罗干涉(Fabry-Perot interference)原理的变压器局部放电与油温多参量光纤传感方法。设计... 为及时准确掌握电力变压器的运行状态,简化变压器内部传感器的安装布置,针对局部放电和油温这两大变压器运行状态关键特征参量,提出基于法布里-珀罗干涉(Fabry-Perot interference)原理的变压器局部放电与油温多参量光纤传感方法。设计了谐振频率在121 kHz的光纤F-P超声探头,采用光强解调法,基于超声波信号实现了油中52.78 pC局部放电的测量;基于同一探头,采用光谱傅里叶解调算法,实现了变压器油温传感,经解调得到的F-P探头腔长变化与热电偶传感器测得的温度变化近似呈线性关系,R^(2)为0.97。研究了温度变化对F-P探头超声传感特性的影响,发现在油温变化时,F-P探头对局部放电超声信号检测的灵敏度出现周期性变化;同时,F-P探头输出光强的直流分量也将快速波动,基于这一特性,也可为监测变压器内部快速温升提供参考。该研究为电气设备状态单光纤多参量检测提供了一种思路。 展开更多

关键词 局部放电 变压器油温 法布里-珀罗干涉 光纤传感 多参量传感

下载PDF 职称材料

基于波分复用的长周期光纤光栅光化学多参量传感技术研究 被引量：8

2

作者 陈海云 顾铮■ 高侃 《中国激光》 CSCD 北大核心 2014年第2期264-271,共8页

提出一种基于波分复用(WDM)的长周期光纤光栅(LPFG)光化学多参量传感技术。利用均匀LPFG相邻级次包层模耦合谐振峰间的波长间隔,通过设计不同传感单元LPFG的光栅周期,进一步通过包层腐蚀或镀膜调整各LPFG特征峰位置,使各LPFG的特征峰在... 提出一种基于波分复用(WDM)的长周期光纤光栅(LPFG)光化学多参量传感技术。利用均匀LPFG相邻级次包层模耦合谐振峰间的波长间隔,通过设计不同传感单元LPFG的光栅周期,进一步通过包层腐蚀或镀膜调整各LPFG特征峰位置,使各LPFG的特征峰在观察波长范围内相互错位。前一个LPFG激发的包层模不能传输到下一个LPFG,不同参量变化引起的各LPFG特征峰移动相互独立,通过考察系统输出复合谱中各特征峰的偏移可得各参量值。实验中利用镀聚炳烯胺盐酸盐/聚丙烯酸(PAH/PAA)薄膜LPFG、薄包层LPFG和镀TiO2/SnO2复合薄膜LPFG组成多参量传感系统,实现了对pH值、NaCl溶液浓度和相对湿度(RH)三个参量的传感。基于WDM的LPFG光化学多参量传感原理与结构简单,各LPFG的结构设计可独立进行,适用于对多个光化学环境参量的分布式测量。 展开更多

关键词 光纤光学 长周期光纤光栅 波分复用 多参量传感 敏感薄膜

原文传递

具有温度自补偿的保偏光纤布拉格光栅多参量传感器的设计与制备 被引量：3

3

作者 李建宇 董忠级 +3 位作者 张吉宏 史雯慧 郑加金 韦玮 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第14期123-130,共8页

多参量的动态检测对于隧道、桥梁和管道等结构疲劳损伤的预测具有重要意义,开发一种高灵敏度、环境友好、低成本和易于操作的多参量动态检测技术一直是业界追求的目标.为了克服目前基于光纤布拉格光栅(fiber Bragg grating,FBG)的多参... 多参量的动态检测对于隧道、桥梁和管道等结构疲劳损伤的预测具有重要意义,开发一种高灵敏度、环境友好、低成本和易于操作的多参量动态检测技术一直是业界追求的目标.为了克服目前基于光纤布拉格光栅(fiber Bragg grating,FBG)的多参量传感器结构和原理复杂、制作成本高等问题,本文基于保偏光纤布拉格光栅(PM-FBG)设计并制作了一种结构简单且高灵敏度,单点可同时测量多个参量的新型传感器.该传感器通过传感臂可以同时测量某一点在两个垂直方向上的位移和扭转变化,并具有温度自补偿功能.实验结果表明:该传感器的快轴和慢轴对于温度的响应不同,其线性灵敏度分别为11.4 pm/℃和10.6 pm/℃,温度补偿系数为0.8 pm/℃,平均扭转灵敏度为0.20 dB/(°);该传感器的快轴和慢轴对位移/弯曲的响应相同,线性灵敏度为31.5 pm/mm.当改变传感器周围的温度场,其位移和扭转传感性能不受影响,可实现3个参量的同时测量.本文研制的PM-FBG新型多参量传感器可以保证高精度的温度、位移和扭转测量,同时具有较低的制作成本,有望为多参量动态检测提供一种新的手段. 展开更多

关键词 光纤传感器 保偏光纤布拉格光栅 温度补偿 多参量传感

下载PDF 职称材料

水质在线质控仪在地表水水质自动监测中的应用探讨 被引量：2

4

作者 严志榜 《黑龙江环境通报》 2023年第7期157-159,共3页

水质在线质控仪在地表水监测中扮演着关键角色。其实时监测能力使监测数据能够即时采集和传输,实现对水体变化的快速响应。多参数传感技术能够同时监测多种污染物,如有机物、重金属等,提供更全面的水质信息。此外,数据共享能促进信息透... 水质在线质控仪在地表水监测中扮演着关键角色。其实时监测能力使监测数据能够即时采集和传输,实现对水体变化的快速响应。多参数传感技术能够同时监测多种污染物,如有机物、重金属等,提供更全面的水质信息。此外,数据共享能促进信息透明度,增强公众参与,推动环境保护。然而,水质在线质控仪面临挑战。高购置和维护成本使其在资源匮乏地区应用受限。数据可靠性是关键问题,受到环境因素和传感器漂移的影响,需不断改进校准方法。适应性考验在不同环境中的适用性,需要克服技术限制。此外,数据处理和隐私安全问题也亟需解决。为充分发挥水质在线质控仪的优势,需通过技术创新和合理策略解决局限性。降低成本、提高数据可靠性和适应性,加强数据处理与隐私保护,有望实现更广泛的应用。 展开更多

关键词 水质在线质控仪 地表水监测 实时监测 多参数传感 数据共享

下载PDF 职称材料

飞行器表面气动载荷的柔性智能蒙皮多参量测量 被引量：4

5

作者 郭栋梁 侯超 +5 位作者 朱臣 熊文楠 陈爽 许晓斌 杨华 黄永安 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期146-154,共9页

飞行器表面气动参数特征是飞行器结构设计和安全评估的重要依据,而风洞试验作为最有效的测试手段,通常面临破坏结构、测量物理量单一等问题。提出曲面共形的柔性智能蒙皮测量技术,集成了多种超薄柔性传感器阵列,通过剪纸–拼接的完全共... 飞行器表面气动参数特征是飞行器结构设计和安全评估的重要依据,而风洞试验作为最有效的测试手段,通常面临破坏结构、测量物理量单一等问题。提出曲面共形的柔性智能蒙皮测量技术,集成了多种超薄柔性传感器阵列,通过剪纸–拼接的完全共形方式集成到飞行器结构表面,在不改变结构表面形貌的情况下同步实时测量壁面静态压力、脉动压力、温度、壁面剪应力等多种气动参数。在直流式风洞、射流平台和FL–9风洞中对NACA0012机翼和飞行器尾翼进行了变风速和变迎角试验,分析风洞试验中采集获得的多种气动参数,验证了该系统的可用性,为风洞试验中柔性智能蒙皮多参量同步测量气动特性研究提供参考。 展开更多

关键词 多参量传感 风洞试验 气动载荷 柔性电子 柔性智能蒙皮

下载PDF 职称材料

基于空芯光纤的温度、湿度、应变同时测量光纤传感器

6

作者 陈鸣 常建华 +2 位作者 徐遥 金澳博 胡子怡 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第23期28-38,共11页

提出一种基于空芯光纤的温度、湿度和应变同时测量的三参数光纤传感器。该传感器由一段空芯光纤熔接在两段单模光纤之间而成。独特的空芯结构使法布里-珀罗、马赫-曾德尔和反共振3种机制在传感器中并存。实验中,选取反射、透射谱中3个... 提出一种基于空芯光纤的温度、湿度和应变同时测量的三参数光纤传感器。该传感器由一段空芯光纤熔接在两段单模光纤之间而成。独特的空芯结构使法布里-珀罗、马赫-曾德尔和反共振3种机制在传感器中并存。实验中,选取反射、透射谱中3个干涉谷dip 1、dip 2、dip 3,分别测试其谷底位置与温度、湿度和应变的对应关系,利用传递矩阵消除不同参数间的交叉敏感,实现了温度、湿度和应变的高灵敏度同步测量。测试结果表明,该传感器的温度灵敏度、相对湿度灵敏度和应变灵敏度分别可达22.4 pm/℃、37.5 pm/%、1.22 pm/με,在结构健康监测方面有望获得重要应用。 展开更多

关键词 光纤光学 空芯光纤 反共振效应 马赫-曾德尔 法布里-珀罗 多参数传感

原文传递

多芯光纤安防工程一体化同步感知系统 被引量：1

7

作者 冯谦 马天骄 欧进萍 《工程科学与技术》 EI CSCD 北大核心 2022年第4期208-217,共10页

光纤传感技术可用于安防工程中的各类扰动探测。然而,常规单模光纤安防系统无法同步实现感知入侵模式、量化扰动强度、火灾预警等重要功能。本研究提出基于空分复用多芯光纤的一体化同步感知系统,将多种光纤传感技术复用于一根7芯光纤,... 光纤传感技术可用于安防工程中的各类扰动探测。然而,常规单模光纤安防系统无法同步实现感知入侵模式、量化扰动强度、火灾预警等重要功能。本研究提出基于空分复用多芯光纤的一体化同步感知系统,将多种光纤传感技术复用于一根7芯光纤,其中,光纤光栅纤芯监测结构点式应变与细部温度,相位敏感纤芯实现扰动定位与强度定量,同时拉曼纤芯测量分布式温度场。面向安防实际需求,在后处理阶段通过高阶中心矩、信号极差、空间平均峰度与特征频率等4种方法实现了多参量入侵定位;提出多指标扰动定量方法,其中,面向瑞利散射信号的扰动量化算法利用瑞利散射模型与多参数优化方法,根据光强信号图样求解分布式应变场,搭配光栅纤芯的应变时程,以此构建扰动强度指标,实现多指标扰动定量评估及模式区分;通过拉曼温度场实现火灾(过热)预警,同时提供温度补偿。在防护围栏上通过7种模拟工况测试了系统的工作性能,结果表明:本系统的4种定位方法得到了各工况事件的不同时空频特征,能准确定位各事件(定位误差<1 m),其中特征频率法还能有效识别出微小地面振动;定量识别15种强度的冲击荷载,各量化指标与扰动强度的正相关性较好;可同步感知光纤沿线温度场并定位过热点,光栅纤芯与拉曼测温纤芯的结果相符合。本系统解决了传统安防系统监测信息单一、容易误漏报、可信度不足的问题,突破了温度应变交叉敏感、缺乏定量感知能力等技术瓶颈。 展开更多

关键词 多芯光纤 安防工程 多参量传感 空分复用 扰动定量

下载PDF 职称材料

新型多参数传感光子晶体光纤干涉仪设计 被引量：2

8

作者 张翠羽 王慧 《激光杂志》 北大核心 2015年第10期141-143,共3页

本文提出了一种新型多参数传感的模式干涉仪,由一段光子晶体光纤与局部扰动的标准单模光纤耦合形成,其感知结构中相关的参数能够随着干涉图案的能见度和干涉图案偏移而变化,通过在光子晶体光纤的一部分被挤压局部区域使用锯齿状结构构... 本文提出了一种新型多参数传感的模式干涉仪,由一段光子晶体光纤与局部扰动的标准单模光纤耦合形成,其感知结构中相关的参数能够随着干涉图案的能见度和干涉图案偏移而变化,通过在光子晶体光纤的一部分被挤压局部区域使用锯齿状结构构件实现了参数测量,该装置适用于多种物理参数的监测,其灵敏度的调整方式简单。 展开更多

关键词 模式干涉仪 多参数传感 局部压力 灵敏度

下载PDF 职称材料

高温环境下光纤法布里-珀罗微腔传感技术研究进展 被引量：2

9

作者 刘铁根 于迅 +2 位作者 王双 江俊峰 刘琨 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2021年第13期18-30,共13页

光纤法布里-珀罗(F-P)微腔传感器具有抗电磁干扰、耐恶劣环境、体积小、精度高等诸多优点,基于光纤F-P传感技术的高温环境物理参量测量得到了研究人员的广泛关注。从光纤F-P干涉原理出发,介绍了F-P多光束干涉原理和光束耦合模型,以及用... 光纤法布里-珀罗(F-P)微腔传感器具有抗电磁干扰、耐恶劣环境、体积小、精度高等诸多优点,基于光纤F-P传感技术的高温环境物理参量测量得到了研究人员的广泛关注。从光纤F-P干涉原理出发,介绍了F-P多光束干涉原理和光束耦合模型,以及用于干涉光谱信号解调的两种解调技术;讨论了基于光纤F-P传感技术在高温环境下物理参量测量的研究进展。在此基础上,分析了高温环境下光纤F-P传感在新工艺制造技术催生下,向着微型化、批量化制备和多用途化方向的发展趋势。 展开更多

关键词 光纤光学 法布里-珀罗 高温 多参量传感

原文传递

基于室内环境多参量传感的监测系统设计与实现 被引量：4

10

作者 杨晋 亢利军 +2 位作者 胡程勇 邓传鲁 黄怿 《工业控制计算机》 2020年第9期61-63,67,共4页

为解决传统监测系统稳定性差、测量精度低以及无配套应用软件等问题,设计并实现了一种基于室内环境多参量传感的监测系统。利用光纤光栅传感器对温度和湿度参量进行采集,使用解调器解调温度与湿度的波长信息,通过工控板结合解析算法将... 为解决传统监测系统稳定性差、测量精度低以及无配套应用软件等问题,设计并实现了一种基于室内环境多参量传感的监测系统。利用光纤光栅传感器对温度和湿度参量进行采集,使用解调器解调温度与湿度的波长信息,通过工控板结合解析算法将波长信息转换为有效波长数据,从而提高温度和湿度的测量精度。温度和湿度的测量精度分别为±0.1℃和±3.82%RH。利用光电型传感器对门磁、烟感和水浸参量进行采集,使用数据处理模块封装数据,并通过无线串口服务器将多参数据传输至服务器中。同时基于Eclipse开发工具利用Java语言实现软件平台,致力于解决传统监测系统无配套应用软件的问题。该系统能够远程监控室内环境状态,稳定性强,适用于各种室内环境监测的场所。 展开更多

关键词 多参量传感 监测系统 软件平台 数据采集

下载PDF 职称材料

智能矿工装备系统的研究 被引量：6

11

作者 陆铮 《工矿自动化》 北大核心 2013年第1期6-9,共4页

针对目前煤矿普遍存在井下人员无法全面了解周围环境状况、安检人员缺少技术支撑装备、管理人员无法全面了解安全生产状况、应急救灾时缺少移动指挥信息装备等问题,提出了一种智能矿工装备系统的总体设计方案,介绍了该系统中的多环境参... 针对目前煤矿普遍存在井下人员无法全面了解周围环境状况、安检人员缺少技术支撑装备、管理人员无法全面了解安全生产状况、应急救灾时缺少移动指挥信息装备等问题,提出了一种智能矿工装备系统的总体设计方案,介绍了该系统中的多环境参数采集器、手持智能终端、智能主机、无线基站等主要设备的功能及设计要求;指出该系统的关键技术和设计难点为井下移动环境场多参数感知、井下人体生命体征感知、灾变情况下井下移动无线自组网技术、矿井多系统信息融合与交互以及装备功耗、体积和重量,并针对这些问题提出了相应的解决方案;阐述了该系统在矿井日常管理、井下安检及井下应急救援指挥中的应用模式。 展开更多

关键词 智能矿工 矿工装备 多参数感知 生命体征感知 应急救灾 井下安检 多信息融合 无线自 组网

下载PDF 职称材料