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两种封装的光纤光栅温度传感器的低温特性 被引量:36
1
作者 郭明金 姜德生 袁宏才 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期326-330,共5页
介绍了光纤光栅(FBG,Fiber Bragg Gratings)温度传感器的两种封装形式。推导了两种FBG温度传感器的温度敏感因素并进行了实验验证。实验研究了两种FBG温度传感器在-70~0℃的中心波长低温变化特性,比较了相同条件下两种FBG温度传感... 介绍了光纤光栅(FBG,Fiber Bragg Gratings)温度传感器的两种封装形式。推导了两种FBG温度传感器的温度敏感因素并进行了实验验证。实验研究了两种FBG温度传感器在-70~0℃的中心波长低温变化特性,比较了相同条件下两种FBG温度传感器的实验结果。结果表明:细不锈钢管封装的FBG温度传感器的中心波长在-60℃时发生了突变,急剧下降;而镀金FBG温度传感器的中心波长在-70~0℃随温度线性变化,重复性较好并且几乎没有迟滞现象。两种传感器在线性变化区间的温度灵敏系数KT分别为28.2pm/℃和21.3pm/℃,分别是裸光纤布拉格光栅的3倍和2.3倍,它们的线性拟合度都超过0.999。 展开更多
关键词 导波与光纤光学 光纤布拉格光栅 相位掩模 封装工艺 低温特性
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优化光纤光栅传感器匹配光栅解调方法的研究 被引量:28
2
作者 詹亚歌 陆青 +2 位作者 向世清 方祖捷 王向朝 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第6期711-715,共5页
利用悬臂梁调谐和两个并联二次反射匹配解调光栅的方法实现了光纤布喇格光栅 (FBG)传感器的高精度大范围应变传感测量 通过并联方式 ,选择合适的匹配光栅波长 ,增大了可检测的应变范围 ,同时解决了双值问题 应变传感信号经两路解调光... 利用悬臂梁调谐和两个并联二次反射匹配解调光栅的方法实现了光纤布喇格光栅 (FBG)传感器的高精度大范围应变传感测量 通过并联方式 ,选择合适的匹配光栅波长 ,增大了可检测的应变范围 ,同时解决了双值问题 应变传感信号经两路解调光栅解调 ,并由数据采集卡采集后 ,由计算机进行两路并联信号的综合处理后获取更准确的结果 ,使得系统性能得到提升和优化 展开更多
关键词 传感器 应变 光纤布喇格光栅 并联反射匹配检测
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光纤传感器的应用及发展 被引量:15
3
作者 杨春曦 胡中功 戴克中 《武汉化工学院学报》 2004年第2期63-66,共4页
简要介绍了光纤传感器的特点 ,综述了光纤传感器的发展以及近期国际上光纤传感器的研究和应用情况 。
关键词 光纤传感器 应用 光纤布拉格光栅 温度测量
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光纤布喇格光栅温度传感特性的研究 被引量:15
4
作者 周智 武湛君 +3 位作者 田石柱 赵雪峰 万里冰 欧进萍 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2002年第6期430-433,共4页
对光纤布拉格光栅的温度传感特性进行了理论分析,并进行了试验验证,得到了利用通信光纤写入光纤光栅的温度传感灵敏度系数。为了提高光纤光栅的温度敏感特性,研究了管式环氧树脂封装光纤光栅的温度传感特性。研究结果表明:光纤光栅对温... 对光纤布拉格光栅的温度传感特性进行了理论分析,并进行了试验验证,得到了利用通信光纤写入光纤光栅的温度传感灵敏度系数。为了提高光纤光栅的温度敏感特性,研究了管式环氧树脂封装光纤光栅的温度传感特性。研究结果表明:光纤光栅对温度非常敏感,具有很好的线性度;经过管式环氧树脂封装的光纤光栅明显地提高了温度敏感特性;用光纤光栅可以方便制作分布式温度传感器。 展开更多
关键词 光纤 布喇格 光栅 温度传感特性 光纤光栅封装 温度敏感性 管式环氧树脂
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基于超磁致伸缩材料的光纤光栅电流传感器 被引量:22
5
作者 贾丹平 武威 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2015年第12期1806-1812,共7页
电流是电气领域进行监测和设备保护的关键参数,精确测量电流参量能确保电力设备运行的安全。提出了基于超磁致伸缩材料的光纤光栅电流传感器的设计方案,将工频大电流通过Rogowski线圈得到采样电流,采样电流通过驱动线圈能够产生一定强... 电流是电气领域进行监测和设备保护的关键参数,精确测量电流参量能确保电力设备运行的安全。提出了基于超磁致伸缩材料的光纤光栅电流传感器的设计方案,将工频大电流通过Rogowski线圈得到采样电流,采样电流通过驱动线圈能够产生一定强度的磁场,超磁致伸缩材料在磁场力作用下形变带动粘贴的光纤Bragg光栅伸缩,通过测量其中心波长变化量来测量电流值。利用ANSYS有限元分析软件确定了驱动线圈的直径为3 cm,仿真得产生磁场强度在超磁致伸缩材料产生应变的线性区域(100~200 MPa)。传感器分辨率在1 pm/A,灵敏度为0.034 61 pm/A,实现可探测母线电流的传感器的结构设计。 展开更多
关键词 电流传感器 光纤光栅 超磁致伸缩材料 ROGOWSKI线圈 ANSYS有限元分析
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埋入35kV干式空心电抗器的光纤布拉格光栅测温研究 被引量:22
6
作者 周延辉 赵振刚 +6 位作者 李英娜 张长胜 谢涛 崔志刚 王科 谭向宇 李川 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第5期142-146,共5页
针对干式空心电抗器高电压和强磁场的极端环境,采用埋入式光纤布拉格光栅测温技术,实现了对35 kV干式空心电抗器工作状态下的温度监测。研制出一种结构简单、体积小且抗电磁干扰的光纤布拉格光栅温度传感器,将传感器埋在导线外包封层表... 针对干式空心电抗器高电压和强磁场的极端环境,采用埋入式光纤布拉格光栅测温技术,实现了对35 kV干式空心电抗器工作状态下的温度监测。研制出一种结构简单、体积小且抗电磁干扰的光纤布拉格光栅温度传感器,将传感器埋在导线外包封层表面相邻两根通风条之间,距离电抗器上沿约40 cm。温升实验结果表明,达到稳定状态后,最内导线层与最外导线层温度较低,分别约为82℃和72℃;中间各层温度相接近,分布在90~100℃之间,其中第6导线层温度最高约为100℃。埋入式光纤布拉格光栅温度传感器稳定可靠、准确度高、抗电磁干扰,能够实现极端环境下对35 kV干式空心电抗器温度的在线监测,对维护电网的安全稳定具有重大意义。 展开更多
关键词 干式空心电抗器 光纤布拉格光栅 埋入式 温度测量 在线监测
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基于光纤光栅的开关柜温度在线监测系统设计 被引量:20
7
作者 孙晓雅 李永倩 +1 位作者 李天 李晓菲 《电力系统通信》 2012年第5期6-10,共5页
文章首先讨论了高压开关柜温度监测的意义及现有的几种测温方法,通过对几种测温方法的比较,介绍了光纤光栅测温法应用于开关柜测温的优势。文章设计了基于光纤布拉格光栅的开关柜温度在线监测系统,阐释了感知层、传输层和监控层3层系统... 文章首先讨论了高压开关柜温度监测的意义及现有的几种测温方法,通过对几种测温方法的比较,介绍了光纤光栅测温法应用于开关柜测温的优势。文章设计了基于光纤布拉格光栅的开关柜温度在线监测系统,阐释了感知层、传输层和监控层3层系统结构,给出了光纤布拉格光栅的布设方式,最后设计了监控软件功能,并对需要解决的关键问题进行了研究。 展开更多
关键词 光纤布拉格光栅 高压开关柜 在线监测 LABWINDOWS/CVI
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光纤光栅在线制备技术研究进展 被引量:14
8
作者 余海湖 郑羽 +1 位作者 郭会勇 姜德生 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期12001-12005,共5页
光纤(布喇格)光栅是一种重要的光纤光学器件,在光纤通信、传感等领域被大量应用。在现阶段,光纤光栅几乎全部是在光纤静止的状态制备,再将光栅焊接组成光纤光栅阵列或网络。这种制备光栅并焊接形成光纤光栅网络的方式,效率低、光栅抗拉... 光纤(布喇格)光栅是一种重要的光纤光学器件,在光纤通信、传感等领域被大量应用。在现阶段,光纤光栅几乎全部是在光纤静止的状态制备,再将光栅焊接组成光纤光栅阵列或网络。这种制备光栅并焊接形成光纤光栅网络的方式,效率低、光栅抗拉强度低,不能满足物联网建设的需求。解决这个问题的途径是发展拉丝塔上在线制备光栅技术。介绍了光纤光栅制备技术的发展历史以及在光纤拉丝塔上在线制备光栅的研究现状。采用相位掩模法在拉丝塔上在线连续制备光栅,可以制备光栅中心波长一致性、反射率一致性和光栅谱型一致性均较好的弱光栅阵列,可以用于研制基于全同弱光栅的光纤光栅传感网。 展开更多
关键词 光纤布喇格光栅 在线连续制备 相位掩模法 中心波长 反射率 抗拉强度
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布拉格光纤光栅传感器在非均匀应变场中的响应分析 被引量:8
9
作者 彭伟斌 吴德隆 李海阳 《光学技术》 CAS CSCD 2003年第2期188-190,193,共4页
在非均匀应变场的作用下,布拉格光纤光栅的主要参数有效折射率和光栅周期都会发生非均匀的变化,导致光纤光栅的反射光光谱结构发生变化。在光波导耦合模理论的基础上,建立了布拉格光纤光栅在非均匀应变场下反射光谱的分析数学模型,利用... 在非均匀应变场的作用下,布拉格光纤光栅的主要参数有效折射率和光栅周期都会发生非均匀的变化,导致光纤光栅的反射光光谱结构发生变化。在光波导耦合模理论的基础上,建立了布拉格光纤光栅在非均匀应变场下反射光谱的分析数学模型,利用龙格 库塔法对其进行了数值求解。给出了几种典型应变场下的布拉格光纤光栅的反射光谱,并分析了它们的特点。 展开更多
关键词 布拉格光纤光栅传感器 响应分析 应变场 反射光谱
原文传递
光纤Bragg光栅用于动态应变测试的研究进展 被引量:8
10
作者 朱萍玉 林玉池 廖传军 《中国工程科学》 2007年第1期89-94,共6页
应变测量是光纤光栅的主要应用之一。概述了光纤Bragg光栅(FBG)在不同时期和领域用于动态应变测试的研究进展;阐述了传感头、信号的解调方法和工程应用;评述了基于光纤Bragg光栅的动态应变测试方法和解调技术;比较了各自的优缺点和目前... 应变测量是光纤光栅的主要应用之一。概述了光纤Bragg光栅(FBG)在不同时期和领域用于动态应变测试的研究进展;阐述了传感头、信号的解调方法和工程应用;评述了基于光纤Bragg光栅的动态应变测试方法和解调技术;比较了各自的优缺点和目前所能达到的测试范围。 展开更多
关键词 光纤bragg光栅 动态应变 解调 测试
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基于光纤传感技术的地铁隧道冻结法施工监测 被引量:12
11
作者 叶肖伟 丁朋 +3 位作者 周诚 李勇军 倪一清 董小鹏 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期1072-1080,共9页
为了掌握地铁隧道联络通道冻结法施工中冻土的温度场和应力场,提出一种基于光纤布拉格光栅(FBG)传感技术的冻结法施工实时监测方法.在低温潮湿工作环境下,FBG传感器比传统电子式传感器在精度、灵敏度以及稳定性等方面存在较大优势.基于... 为了掌握地铁隧道联络通道冻结法施工中冻土的温度场和应力场,提出一种基于光纤布拉格光栅(FBG)传感技术的冻结法施工实时监测方法.在低温潮湿工作环境下,FBG传感器比传统电子式传感器在精度、灵敏度以及稳定性等方面存在较大优势.基于此,首次提出了整合FBG传感器的冷冻监测管设计方案及安装方法.通过在联络通道冻土帷幕左右两侧监测孔内布置FBG传感器,对冻结法施工过程中的冻土温度和应变进行实时监测.根据FBG传感原理并采用小波变换去噪方法对原始温度和应变监测数据进行分析,获得了冻土温度和应变沿厚度和深度方向的分布模式,为进一步认识冻土帷幕的形成和发展规律提供依据. 展开更多
关键词 冻结法 光纤布拉格光栅 传感器 地铁隧道 联络通道 小波变换
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光纤Bragg光栅及其应用研究进展 被引量:3
12
作者 侯尚林 胡春莲 马义元 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2004年第1期93-96,共4页
综述了光纤的光敏性,光纤Bragg光栅的分类,各种制作方法及其优缺点,各向异性材料对其特性的影响和光纤光栅在光通信和光传感领域中的应用.
关键词 光敏性 光纤bragg光栅 传感器 光纤通信
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光纤光栅缓粘结智能钢绞线的研制及应用 被引量:11
13
作者 兰春光 王天昊 +1 位作者 刘航 欧进萍 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期100-104,共5页
针对缓粘结钢绞线应力监测用传感器和布设工艺的缺陷,本文基于光纤光栅传感技术特性,综合考虑缓粘结预应力钢绞线的结构,设计制作了一种可实现预应力状态自监测的光纤光栅缓粘结智能钢绞线.并将其应用于某礼堂改造工程缓粘结预应力混凝... 针对缓粘结钢绞线应力监测用传感器和布设工艺的缺陷,本文基于光纤光栅传感技术特性,综合考虑缓粘结预应力钢绞线的结构,设计制作了一种可实现预应力状态自监测的光纤光栅缓粘结智能钢绞线.并将其应用于某礼堂改造工程缓粘结预应力混凝土单向楼板内,验证了新型光纤光栅缓粘结智能钢绞线的有效性和可靠性.结果表明:该缓粘结智能钢绞线结构简单、机理明确;与普通钢绞线相比其力学性能有所下降,极限抗拉强度约为普通钢绞线的88%;其主要传感性能指标,如迟滞、重复性、线性度、总精度等均小于3%.通过实际工程验证了该新型智能钢绞线施工工艺简单易行,鲁棒性能够满足实际工程预应力损失长期监测. 展开更多
关键词 光纤光栅 缓粘结钢绞线 预应力损失 监测评估
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光纤Bragg光栅在油气工业中的若干应用及进展 被引量:10
14
作者 陈海峰 肖立志 +3 位作者 张元中 付建伟 赵小亮 潘一 《地球物理学进展》 CSCD 北大核心 2006年第2期572-577,共6页
简要介绍光纤Bragg光栅的基本原理、传感检测系统的构成,以及利用光纤Bragg光栅进行温度、应变同时测量区分技术.光纤光栅作为新一代传感元器件,越来越受到广大油气工业用户的青睐.本文主要讨论光纤Bragg光栅在油气工业中的若干应用,并... 简要介绍光纤Bragg光栅的基本原理、传感检测系统的构成,以及利用光纤Bragg光栅进行温度、应变同时测量区分技术.光纤光栅作为新一代传感元器件,越来越受到广大油气工业用户的青睐.本文主要讨论光纤Bragg光栅在油气工业中的若干应用,并对存在问题和应用前景进行了展望. 展开更多
关键词 光纤bragg光栅 油气工业 应用 进展
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光纤布拉格光栅反射谱旁瓣的抑制 被引量:8
15
作者 刘伟平 杜戈 +4 位作者 黄君凯 钟雨乐 易清明 廖常俊 刘颂豪 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2001年第3期180-183,共4页
计算分析了光纤布拉格 (Bragg)光栅中折射率变化分布 ,折射率变化直流分量对反射旁瓣 (Sidelobes)的影响 ;采用二次曝光技术 ,用高斯光束和均匀相位模板刻制出反射旁瓣受到有效抑制的光纤布拉格光栅 。
关键词 光纤布拉格光栅 反射旁瓣抑制 反射谱
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光纤光栅温度传感实验 被引量:6
16
作者 梅加纯 石永 姜德生 《物理实验》 北大核心 2004年第7期6-8,15,共4页
为适应高等院校电子、通讯、信息技术等专业实验教学的需要 ,设计了光纤光栅温度传感实验 .通过该实验 ,学生可以了解光纤光栅传感器的原理及解调的方法 .
关键词 光纤光栅 温度传感器 解调
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光纤布拉格光栅滑觉感知单元 被引量:9
17
作者 冯艳 王飞文 +2 位作者 张华 肖佳明 胡瑢华 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期50-57,共8页
以悬臂梁为核心结构设计了一种简单实用的滑觉感知单元.利用3支光纤布拉格光栅的中心波长差值的方差,以及波长偏移的大小和方向进行滑动判知,以实现滑动过程接触力变化、滑动速率与方向的检测.实验结果表明,在0.2~1N的接触力范围内,该... 以悬臂梁为核心结构设计了一种简单实用的滑觉感知单元.利用3支光纤布拉格光栅的中心波长差值的方差,以及波长偏移的大小和方向进行滑动判知,以实现滑动过程接触力变化、滑动速率与方向的检测.实验结果表明,在0.2~1N的接触力范围内,该滑觉感知单元对微小的滑动有良好的检测效果,最小灵敏度可达3.8pm/mm;滑动灵敏度、速率比例系数以及接触力的实验值与理论值的平均相对误差分别为6%、14%和6.6%. 展开更多
关键词 光纤布拉格光栅 悬臂式传感单元 波长差值 方差分析 滑觉感知
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矿用光纤热线式风速传感器设计 被引量:5
18
作者 王纪强 李振 +4 位作者 孟辉 侯墨语 董果凤 杨青山 刘统玉 《工矿自动化》 北大核心 2021年第5期30-34,共5页
实时、准确地获取风速数据,有助于精准控制矿井风流。现有的热线式、叶轮式、超声波涡街式、差压式等矿用风速传感器或易受干扰,或无法检测微风速,或量程小,且均通过电信号获取风速,存在安全隐患。基于掺杂光纤光热转换特性和光纤Bragg... 实时、准确地获取风速数据,有助于精准控制矿井风流。现有的热线式、叶轮式、超声波涡街式、差压式等矿用风速传感器或易受干扰,或无法检测微风速,或量程小,且均通过电信号获取风速,存在安全隐患。基于掺杂光纤光热转换特性和光纤Bragg光栅(FBG)测温原理,设计了一种矿用光纤热线式风速传感器,通过掺杂光纤将光能转换为热能,通过解调热交换下FBG中心波长漂移量推算传感探头温度变化,进一步计算出风速。在FBG解调过程中采用光栅复用技术,实现了多台传感器共用同一光源和解调仪,降低了成本。实验室测试结果表明:FBG中心波长漂移量与风速呈非线性关系;在较低的风速范围内,泵浦光源功率越高,FBG中心波长漂移范围越大,风速检测灵敏度越高,风速为0~0.57 m/s时,传感器灵敏度为1370 pm/(m·s^(-1)),最高分辨率达0.7 mm/s;传感器响应时间随风速增大而减小,波长动态范围随之增大。现场测试结果表明:该传感器可实现煤矿井下微风速、低风速检测,稳定性较好,监测值能准确反映现场风速变化。 展开更多
关键词 矿井通风 风速传感器 光纤传感 光纤热线式 掺杂光纤 光纤bragg光栅 光栅复用解调
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布拉格光纤光栅传感器的温度响应研究 被引量:5
19
作者 彭伟斌 吴德隆 《导弹与航天运载技术》 北大核心 2003年第3期38-41,共4页
在非均匀温度分布的作用下 ,布拉格光纤光栅的主要参数有效折射率和光栅周期都会发生非均匀的变化。同均匀温度分布相比 ,光纤光栅的反射光谱结构会发生变化。在光波导模耦合理论的基础上 ,建立了布拉格光纤光栅在非均匀温度场下反射谱... 在非均匀温度分布的作用下 ,布拉格光纤光栅的主要参数有效折射率和光栅周期都会发生非均匀的变化。同均匀温度分布相比 ,光纤光栅的反射光谱结构会发生变化。在光波导模耦合理论的基础上 ,建立了布拉格光纤光栅在非均匀温度场下反射谱的分析数学模型 ,利用龙格 -库塔法对其进行数值求解。给出了几种典型温度分布下的布拉格光纤光栅反射谱 。 展开更多
关键词 布拉格光纤光栅 温度 反射光谱
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光纤Bragg光栅温度传感器光学特性研究 被引量:7
20
作者 阎石 丁傲 任亮 《沈阳建筑大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2009年第2期250-254,共5页
目的提出一种抗干扰能力强的光纤Bragg光栅温度传感器,分析Bragg光栅的温度传感的光学特性规律.方法采用耦合模理论对光纤Bragg光栅的温度传感特性进行理论分析和数值模拟,探讨温度变化所致光纤Bragg光栅波长漂移的原理,并通过实验进行... 目的提出一种抗干扰能力强的光纤Bragg光栅温度传感器,分析Bragg光栅的温度传感的光学特性规律.方法采用耦合模理论对光纤Bragg光栅的温度传感特性进行理论分析和数值模拟,探讨温度变化所致光纤Bragg光栅波长漂移的原理,并通过实验进行验证.结果所提出的传感器在环境温度不是很高的情况下具有线性特征,反射谱和功率谱都是关于中心峰值波长对称,随着温度增加波形朝长波长方向移动,但是其峰值宽度并不是随着温度增加而变大,在-50℃附近有极小值.功率在-50℃附近有极大值点.普通光纤Bragg光栅的适用温度在-37~134℃.结论运用特殊封装技术的光纤Bragg光栅温度传感器,具有线性程度好、精度高和抗干扰能力好等特点,可以用于温度测量和结构健康监测领域. 展开更多
关键词 光纤bragg光栅 温度特性 LABVIEW软件 数值模拟
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