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光纤光栅温度传感理论与实验 被引量：65
1
作者 乔学光 贾振安 +2 位作者 傅海威 李明 周红 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2004年第2期494-497,共4页
从光纤光栅温度传感模型出发 ,理论分析研究了光纤光栅的温度传感特性 ,推导了光纤光栅温度传感的一阶、二阶和有效线性灵敏度系数的解析式 ,计算了各灵敏度系数的理论值 ,实验得到了反射波长与温度的二次多项式 ,对比分析了理论与实验... 从光纤光栅温度传感模型出发 ,理论分析研究了光纤光栅的温度传感特性 ,推导了光纤光栅温度传感的一阶、二阶和有效线性灵敏度系数的解析式 ,计算了各灵敏度系数的理论值 ,实验得到了反射波长与温度的二次多项式 ,对比分析了理论与实验结果 ,讨论了石英的力学参数对光纤光栅温度传感特性的影响。 展开更多
关键词 光纤光栅 光纤传感 温度传感 灵敏度系数 反射波长 波长编码传感器
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光纤光栅毛细钢管封装工艺及其传感特性研究 被引量：48
2
作者 周智 赵雪峰 +2 位作者 武湛君 万里冰 欧进萍 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第12期1080-1092,共13页
提出了一种光纤光栅 (FBG)的毛细钢管封装工艺 ,并通过材料试验和水浴法试验对其应变与温度传感特性进行了研究。与裸光纤光栅的测试结果比较表明 ,毛细钢管封装工艺基本不改变光纤光栅的应变传感特性 ,但是温度灵敏度系数提高了约 2 ... 提出了一种光纤光栅 (FBG)的毛细钢管封装工艺 ,并通过材料试验和水浴法试验对其应变与温度传感特性进行了研究。与裸光纤光栅的测试结果比较表明 ,毛细钢管封装工艺基本不改变光纤光栅的应变传感特性 ,但是温度灵敏度系数提高了约 2 5倍。经过该工艺封装的光纤光栅可以探测识别 1με与 0 .0 5℃的应变与温度变化。 展开更多
关键词 光纤光栅 封装工艺 应变传感器 温度传感
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铝槽封装光纤光栅传感器的增敏特性研究 被引量：35
3
作者 詹亚歌 蔡海文 +3 位作者 耿建新 瞿荣辉 向世清 王向朝 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第8期952-955,共4页
提出了一种光纤布喇格光栅的铝槽封装工艺 ,并对铝槽封装光纤光栅传感器的应变与温度传感特性进行了实验研究和理论分析 与裸光纤光栅的测试结果比较表明 ,铝槽封装工艺基本不改变光纤光栅应变传感的灵敏性 ,但是温度灵敏度系数提高了 ... 提出了一种光纤布喇格光栅的铝槽封装工艺 ,并对铝槽封装光纤光栅传感器的应变与温度传感特性进行了实验研究和理论分析 与裸光纤光栅的测试结果比较表明 ,铝槽封装工艺基本不改变光纤光栅应变传感的灵敏性 ,但是温度灵敏度系数提高了 3 5倍 经过该工艺封装的光纤光栅可以探测识别 0 .2 με的应变与 0 .0 展开更多
关键词 传感器 光纤光栅 应变传感 温度传感
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光纤布拉格光栅应变与温度传感特性及其实验分析 被引量：23
4
作者 周智 田石柱 +2 位作者 赵雪峰 武湛君 欧进萍 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第5期551-554,共4页
对光纤布拉格光栅应变与温度传感特性进行了分析 ,理论计算了波长变化对传感系数的影响 ,提出了光纤光栅应变传感的温度补偿方法 ,并理论分析了光纤光栅温度和应变传感的耦合作用。最后 ,通过材料实验与等强度梁实验研究与分析了光纤光... 对光纤布拉格光栅应变与温度传感特性进行了分析 ,理论计算了波长变化对传感系数的影响 ,提出了光纤光栅应变传感的温度补偿方法 ,并理论分析了光纤光栅温度和应变传感的耦合作用。最后 ,通过材料实验与等强度梁实验研究与分析了光纤光栅的应变与温度传感特性。理论分析与实验结果表明 ,两者吻合很好 ,光纤光栅的波长变化与应变和温度存在很好的线性关系 ,波长变化对传感系数的影响很小。 展开更多
关键词 光纤布拉格光栅 实验分析 应变传感 温度传感 耦合作用
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钛合金片封装光纤光栅传感器的应变和温度传感特性研究 被引量：34
5
作者 于秀娟 余有龙 +2 位作者 张敏 廖延彪 赖淑蓉 《光电子．激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期564-567,共4页
提出了一种光纤光栅(FBG)的Ti合金片的封装工艺,实验和理论研究了FBG的应变和温度传感特性。与裸FBG的测试结果相比,Ti合金片封装工艺基本不改变FBG应变传感的灵敏度,但是温度灵敏度系数提高了1.76倍。经过Ti合金片封装后的FBG可以探测... 提出了一种光纤光栅(FBG)的Ti合金片的封装工艺,实验和理论研究了FBG的应变和温度传感特性。与裸FBG的测试结果相比,Ti合金片封装工艺基本不改变FBG应变传感的灵敏度,但是温度灵敏度系数提高了1.76倍。经过Ti合金片封装后的FBG可以探测到1με和0.05℃。 展开更多
关键词 光纤光栅(FBG) 封装工艺 应变传感 温度传感
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铜片封装光纤光栅传感器的应变和温度传感特性研究 被引量：32
6
作者 于秀娟 余有龙 +2 位作者 张敏 廖延彪 赖淑蓉 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第9期1325-1328,共4页
提出了一种光纤光栅的铜片封装工艺,并通过实验和理论分析研究了光纤光栅的应变和温度传感特性.与裸光纤光栅的测试结果相比,铜片封装工艺基本不改变光纤光栅应变传感的灵敏度,但是温度灵敏度系数提高了2.78倍.经过铜片封装后的光纤光... 提出了一种光纤光栅的铜片封装工艺,并通过实验和理论分析研究了光纤光栅的应变和温度传感特性.与裸光纤光栅的测试结果相比,铜片封装工艺基本不改变光纤光栅应变传感的灵敏度,但是温度灵敏度系数提高了2.78倍.经过铜片封装后的光纤光栅可以探测到的应变和温度分别为1με和0.03℃,便于工程应用. 展开更多
关键词 光纤BRAGG光栅 封装工艺 应变传感 温度传感
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分布式光纤测温系统在煤矿火灾监测中的应用 被引量：36
7
作者 单亚锋 马艳娟 +2 位作者 付华 李文娟 王灿祥 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期704-708,共5页
针对煤矿安全存在潜在的火灾问题,文章将优化的分布式光纤测温系统应用于煤矿火灾监测,同时,提出了一种命名为RLN-ELAM的新颖算法用于检测并消除瑞利噪声对系统测量精度的影响,并有效提高拉曼分布式光纤系统的测量精度。实验结果表明,... 针对煤矿安全存在潜在的火灾问题,文章将优化的分布式光纤测温系统应用于煤矿火灾监测,同时,提出了一种命名为RLN-ELAM的新颖算法用于检测并消除瑞利噪声对系统测量精度的影响,并有效提高拉曼分布式光纤系统的测量精度。实验结果表明,利用此算法后,系统的温度分辨率、空间分辨率均有所提高,测量误差从7%降低到不足2%。在实验室进行的模拟实验中,对温度进行实际测量,结果表明,该煤矿火灾监测系统能够提供详细的温度分布情况并能够及时报警,使工作人员随时掌握煤矿温度分布情况,及时准确地找到火灾发生区。 展开更多
关键词 分布式光纤 温度传感 瑞利噪声 煤矿火灾监测系统
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光纤光栅毛细钢管封装工艺及其传感特性研究 被引量：27
8
作者 张燕君 王海宝 +1 位作者 陈泽贵 毕卫红 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2009年第1期53-54,66,共3页
提出了一种光纤光栅的毛细钢管封装工艺,并通过材料力学多功能实验台和恒温箱对其应变与温度传感特性进行了研究。与裸光纤光栅的测试结果比较表明,毛细钢管封装工艺基本不改变光纤光栅的应变传感特性,但是温度灵敏度系数提高了约2.7倍... 提出了一种光纤光栅的毛细钢管封装工艺,并通过材料力学多功能实验台和恒温箱对其应变与温度传感特性进行了研究。与裸光纤光栅的测试结果比较表明,毛细钢管封装工艺基本不改变光纤光栅的应变传感特性,但是温度灵敏度系数提高了约2.7倍,且线性度、重复性良好,为光纤光栅在温度测量领域的应用提供了一个很好的封装方法。 展开更多
关键词 光纤光栅 封装工艺 应变传感 温度传感
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一种新颖的基于预应变技术的光纤光栅应变温度传感器 被引量：14
9
作者 张颖 关柏鸥 +5 位作者 董新永 刘志国 郭转运 开桂云 董孝义 苏万华 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第8期729-731,共3页
报道了采用预应变技术制作的一种结构简便而新颖实用的光纤光栅传感探头及其对温度和应变的响应特性。该方法能使一根光纤光栅产生两个以上的反射峰 ,因此能解决温度和应变测量时存在的交叉敏感问题。在测量范围内 ,应变和温度响应曲线... 报道了采用预应变技术制作的一种结构简便而新颖实用的光纤光栅传感探头及其对温度和应变的响应特性。该方法能使一根光纤光栅产生两个以上的反射峰 ,因此能解决温度和应变测量时存在的交叉敏感问题。在测量范围内 ,应变和温度响应曲线具有良好的线性。 展开更多
关键词 预应变 温度传感器 应变传感 光纤光栅
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光纤布喇格光栅温度传感特性的研究 被引量：15
10
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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铝合金箔片封装光纤光栅传感特性研究 被引量：21
11
作者 刘春桐 李洪才 +1 位作者 张志利 赵兵 《光电子．激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期905-908,共4页
针对表面粘贴式光纤光栅(FBG)传感器存在的封装体积过大、粘接不便的问题,提出一种光纤光栅的铝合金箔片封装工艺,并通过悬臂梁加载实验和水浴加热法对封装后光纤光栅的应变与温度传感特性进行了实验研究。测试结果表明,经铝合金箔片封... 针对表面粘贴式光纤光栅(FBG)传感器存在的封装体积过大、粘接不便的问题,提出一种光纤光栅的铝合金箔片封装工艺,并通过悬臂梁加载实验和水浴加热法对封装后光纤光栅的应变与温度传感特性进行了实验研究。测试结果表明,经铝合金箔片封装后的光纤光栅传感器与裸光纤光栅相比较,应变灵敏度提高了1.2倍,达到1.407 pm/με,温度灵敏度提高了3.02倍,达到29pm/℃,中心波长的漂移与荷载及温度都具有良好的线性关系,且有较好的重复性。 展开更多
关键词 光纤光栅 封装技术 应变传感 温度传感
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光纤Bragg光栅温度传感器封装方法研究 被引量：12
12
作者 信思金 柴伟 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2004年第4期10-12,共3页
封装方法的研究对于光纤光栅应用于温度传感有着重要的意义。封装后的光纤光栅温度传感器必须具备良好的线性度和重复性。提出了一种使用细钢管进行封装的新方法。研究中发现,在封装时通过给光纤光栅施加预张力可以使封装后的光纤光栅... 封装方法的研究对于光纤光栅应用于温度传感有着重要的意义。封装后的光纤光栅温度传感器必须具备良好的线性度和重复性。提出了一种使用细钢管进行封装的新方法。研究中发现,在封装时通过给光纤光栅施加预张力可以使封装后的光纤光栅温度传感器具备良好的重复性。实验表明:采用此方法封装的光纤光栅温度传感器具有良好的线性度和重复性,具有实际应用价值。 展开更多
关键词 温度传感器 光纤BRAGG光栅 细钢管 重复性 线性度 封装
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智能传感纺织品研究进展 被引量：18
13
作者 熊莹 陶肖明 《针织工业》 北大核心 2019年第7期8-12,共5页
为了分析智能传感纺织品的研究现状,介绍近5年基于纺织的力学、温度、湿度、化学相关传感器的研究。详细阐述传感纺织品在纤维、纱线及织物层面的制造方法,重点介绍使用纺织结构形成柔性传感器件的方法,如通过针织、梭织、刺绣等方式将... 为了分析智能传感纺织品的研究现状,介绍近5年基于纺织的力学、温度、湿度、化学相关传感器的研究。详细阐述传感纺织品在纤维、纱线及织物层面的制造方法,重点介绍使用纺织结构形成柔性传感器件的方法,如通过针织、梭织、刺绣等方式将导电纱线有序地织入织物中,或者通过涂层方式获得传感纺织器件。分析不同传感纺织品的传感原理,并对不同原理传感器进行分类和对比。列举传感纺织品在健康监护及生物医学方面的应用,为智能传感纺织品的研究提供参考。 展开更多
关键词 智能纺织品 传感器 力学传感 温度传感 湿度传感 化学品传感
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光纤光栅无应力毛细铜管封装及温度特性实验 被引量：20
14
作者 王鹏 赵洪 +2 位作者 刘杰 张伟超 宋方超 《光电子．激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期434-438,共5页
为克服裸光纤布拉格光栅(FBG)脆弱易折断的缺点,提出了一种聚合物和毛细铜管相结合的封装工艺。先用丙烯酸酯对栅区进行二次涂覆,再将二次涂覆后的FBG封装在毛细铜管内,FBG在毛细铜管内处于有余长无应力状态,二次涂覆为裸FBG提供了有效... 为克服裸光纤布拉格光栅(FBG)脆弱易折断的缺点,提出了一种聚合物和毛细铜管相结合的封装工艺。先用丙烯酸酯对栅区进行二次涂覆,再将二次涂覆后的FBG封装在毛细铜管内,FBG在毛细铜管内处于有余长无应力状态,二次涂覆为裸FBG提供了有效的保护。测试结果表明,二次涂覆并没有改变FBG的温度灵敏度;较薄的涂覆厚度保证了涂覆的均匀性和涂覆后光谱的质量;无胶空管封装方式消除了聚合物内部应力对温度测量精度的影响。封装后的温度特性实验表明,FBG传感器线性度为0.999 29,温度灵敏度为13.675pm/℃,重复性较好。 展开更多
关键词 光纤布拉格光栅(FBG) 封装工艺 毛细铜管 温度传感
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基于光纤粗锥型马赫-曾德尔干涉仪的高灵敏度温度传感器的研制 被引量：19
15
作者 赵娜 傅海威 +3 位作者 邵敏 李辉栋 刘颖刚 乔学光 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期1722-1726,共5页
光纤传感是现代光纤技术的重要应用之一。制作了一种基于两个单模光纤粗锥串接的全光纤型马赫-曾德尔高温高灵敏温度传感器。纤芯中传输的光通过第一个光纤锥耦合，一部分进入纤芯传输，另一部分进入包层形成包层模，纤芯模和包层模具... 光纤传感是现代光纤技术的重要应用之一。制作了一种基于两个单模光纤粗锥串接的全光纤型马赫-曾德尔高温高灵敏温度传感器。纤芯中传输的光通过第一个光纤锥耦合，一部分进入纤芯传输，另一部分进入包层形成包层模，纤芯模和包层模具有不同的有效折射率，经过干涉臂的传输产生了光程差。纤芯和包层传输的光再经过第二个光纤锥耦合，形成干涉进入输出光纤传输。对不同长度的传感器进行实验研究，得出传感臂长度与干涉周期之间的关系。研究了传感器温度响应特性，给出了温度响应灵敏度。实验结果表明，在30～400℃温度范围内，长度为35 mm的传感器可以得到较高的温度响应灵敏度，其响应灵敏度为0．115 nm·℃^-1。利用傅里叶变换对传感器透射谱进行了分析，可以确定在长度为35 mm的传感器中仅有基模LP01和高阶模LP08两种模式，透射谱就是由这两种模式干涉形成的。该传感器体积小、精度高、抗电磁干扰，具有易于制作、对比度大、质轻、灵敏度高、耐高温等优点。可用于高温气体温度测量及油气井测井等领域的高灵敏度温度传感测量。 展开更多
关键词 光纤传感器 温度传感 马赫-曾德尔干涉仪 光纤锥
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利用光纤拉曼散射温度传感系统的电力电缆温度在线监测 被引量：16
16
作者 孙峥 刘晓丽 朱士嘉 《光纤与电缆及其应用技术》 2009年第2期33-37,共5页
电力电缆线路运行温度在线检测技术是目前及时发现电力电缆线路局部过热点位置、检测运行线路的绝缘状态和计算导体载流量的首选技术措施。分布式光纤拉曼测温技术是利用激光在光纤中的传播特性,实现实时测量空间温度场分布的新技术,可... 电力电缆线路运行温度在线检测技术是目前及时发现电力电缆线路局部过热点位置、检测运行线路的绝缘状态和计算导体载流量的首选技术措施。分布式光纤拉曼测温技术是利用激光在光纤中的传播特性,实现实时测量空间温度场分布的新技术,可以对光纤沿线的温度场进行分布式的连续检测。介绍了光纤拉曼传感技术的测温原理,以及基于此技术的电力电缆温度在线监测系统在实际中的应用,获得了一些仿真结果,并同传统的测温技术进行了详细的比较,说明分布式光纤拉曼测温系统应用于电力电缆在线监测的优势,适合于推广使用。 展开更多
关键词 电力电缆 在线监测 拉曼散射 温度传感
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基于SPR效应的金-PDMS涂覆光子晶体光纤高灵敏度温度测量 被引量：18
17
作者 刘海 白冰冰 +3 位作者 张砚曾 陈聪 邵齐元 王浩然 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期202-208,共7页
通过在光子晶体光纤(PCF)包层外侧填镀金纳米膜及PDMS温敏薄膜,设计了一种基于表面等离子体共振(SPR)效应的高灵敏度温度传感器,具有结构简单、工艺成熟、可逆性好的优点。PDMS的有效折射率会随温度的增加而减小,从而引起纤芯模式的损... 通过在光子晶体光纤(PCF)包层外侧填镀金纳米膜及PDMS温敏薄膜,设计了一种基于表面等离子体共振(SPR)效应的高灵敏度温度传感器,具有结构简单、工艺成熟、可逆性好的优点。PDMS的有效折射率会随温度的增加而减小,从而引起纤芯模式的损耗峰向短波方向移动。在完全匹配层边界条件下,利用全矢量有限元法分析SPR-PCF的损耗谱特性,实现了温度的高灵敏度精确快速测量。在22~47℃的温度范围内,所提传感器的温度灵敏度可达到-8.18 nm/℃,这种传感测量方法能拓展应用于各类安全检测和智能监测领域。 展开更多
关键词 测量 光子晶体光纤 表面等离子体共振 温度传感 光纤传感
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基于相差识别的半导体激光器温度精密测量与控制 被引量：18
18
作者 王选择 曾志祥 +2 位作者 钟毓宁 翟中生 刘文超 《光电子．激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期239-245,共7页
作为干涉测量系统的光源,半导体激光器的工作状态受温度的影响比较大。当外界的温度发生改变时,激光器的输出波长会发生改变,出现了干涉条纹不清晰的现象,大大影响了干涉测量。因此温度的控制对干涉的测量显得尤为重要。对半导体激光器... 作为干涉测量系统的光源,半导体激光器的工作状态受温度的影响比较大。当外界的温度发生改变时,激光器的输出波长会发生改变,出现了干涉条纹不清晰的现象,大大影响了干涉测量。因此温度的控制对干涉的测量显得尤为重要。对半导体激光器的温度进行精密控制,是半导体激光器在实际应用中首要考虑的问题。本文利用利用RC滤波电路和热敏电阻提出了一种不同于常规电桥处理的方法,即基于相差识别的温度传感原理,对半导体激光器的温度实时控制。利用二阶滤波电路产生了高稳定度的信号源,基于QuartusⅡ开发平台利用Verilog HDL设计了计数模块。负温度系数的热敏电阻器作为温度测量器件,并和激光器以及TEC组合在一起。半导体制冷器TEC作为控温执行元件,设计了对半导体激光器进行控制的温度装置,提高干涉条纹的质量。实验表明,不管是升温控制还是降温控制,系统控制的响应速度比较快,温度被控制在一定温度下,干涉条纹信号稳定。该系统的温度稳定精度达到0.01℃。 展开更多
关键词 半导体激光器 相差识别 温度传感 温度控制
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光纤光栅温度增敏技术 被引量：10
19
作者 贾振安 乔学光 +1 位作者 傅海威 周红 《西北大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2003年第4期413-415,420,共4页
选用热膨胀系数较大的聚合物材料,采用特殊工艺用其对裸光纤光栅进行封装,极大地提高了光纤光栅的温度灵敏度。在20～90℃范围内,聚合物封装光纤光栅的平均灵敏度系数η′=112.447×10-6℃,比裸光纤光栅增加了15.804倍;温度灵敏度为... 选用热膨胀系数较大的聚合物材料,采用特殊工艺用其对裸光纤光栅进行封装,极大地提高了光纤光栅的温度灵敏度。在20～90℃范围内,聚合物封装光纤光栅的平均灵敏度系数η′=112.447×10-6℃,比裸光纤光栅增加了15.804倍;温度灵敏度为0.176nm/℃,比裸光纤光栅增加了16倍;反射波长漂移量增加了15.95倍。裸光纤光栅和聚合物封装光纤光栅的温度响应曲线均具有很好的线性。 展开更多
关键词 光纤光栅 光纤传感 温度传感 温度增敏
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光纤光栅温度传感的非线性现象 被引量：16
20
作者 贾振安 乔学光 +2 位作者 李明 傅海威 刘颖刚 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第7期844-847,共4页
对光纤光栅温度传感反射波长相对漂移量与温度改变量的非线性问题进行了详细研究 .通过对实验曲线的多项式拟合 ,求出了光纤光栅反射中心波长相对漂移量ΔλC/λC 与温度改变量ΔT的解析式 ,用对比法得到了温度灵敏度系数 η表达式 .取... 对光纤光栅温度传感反射波长相对漂移量与温度改变量的非线性问题进行了详细研究 .通过对实验曲线的多项式拟合 ,求出了光纤光栅反射中心波长相对漂移量ΔλC/λC 与温度改变量ΔT的解析式 ,用对比法得到了温度灵敏度系数 η表达式 .取样计算表明 :多项式能更好地反映ΔλC/λC 与ΔT的关系 ,证明了温度灵敏度系数 η不是常量 ,而是随温度增加缓慢增大 . 展开更多
关键词 光纤光栅 温度传感 光纤传感器 非线性现象
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