介紹了光纖光柵溫度傳感器的金屬管封裝技術,通過實驗研究其溫度傳感特性。采用熱膨脹系數(shù)不同的內(nèi)徑r=1mm,壁厚d=0.5mm,長度l=100mm管式結構的金屬材料對光纖光柵進行貼壁封裝實驗時,得到黃銅管封裝的傳感靈敏度為14.9pm/℃,紫銅管封裝的為14.6pm/℃,不銹鋼管封裝的為12.0pm/℃,它們分別是裸光柵的1.66倍、1.62倍和1.33倍,意味著熱膨脹系數(shù)大的封裝材料傳感靈敏度更高。實驗表明,軸向封裝的光柵,傳感靈敏度還與其同管內(nèi)壁的間距有關,間距越小靈敏度越高。

光纖溫度傳感器匯總.-光纖溫度傳感器

光纖溫度傳感器匯總.-光纖溫度傳感器 (2)

提出了一種新型分布式光纖光柵溫度監(jiān)測系統(tǒng),可以實現(xiàn)電纜溫度的實時在線監(jiān)測。基于熱傳導方程和邊界條件的基礎上,采用有限元法對電纜溫度場進行了分析,為監(jiān)測電纜溫度提供了理論依據(jù)。光纖光柵本身不帶電,抗輻射和電磁干擾能力強,耐高壓和腐蝕,非常適合用做高壓電力環(huán)境中的溫度傳感器。通過光纖光柵的溫度特性實驗,在20~100℃的溫度范圍內(nèi),光纖光柵的中心波長隨溫度變化呈良好的線性,線性度達到99.8%。通過對標準的熱電偶溫度傳感器與光纖光柵溫度傳感器的對比實驗,表明該系統(tǒng)測量時間-溫度變化曲線跟隨性好,溫度差均小于1℃,符合電力電纜溫度狀態(tài)在線監(jiān)測的使用要求。

設計了用于開關柜母線、靜觸頭溫度監(jiān)測的光纖光柵溫度在線監(jiān)測系統(tǒng),系統(tǒng)所用光纖光柵溫度傳感器采用了應變不敏感封裝,避免了傳感器在安裝及測試過程中應變對測量結果的影響,提高了溫度監(jiān)測準確度及可靠性。經(jīng)測試,采用上述封裝結構的光纖光柵溫度傳感器溫度特性與裸光柵溫度特性一致,該監(jiān)測系統(tǒng)至今已連續(xù)運行1a多,工作狀態(tài)良好。

提出了一種光纖光柵的銅片封裝工藝,并通過實驗和理論分析研究了光纖光柵的應變和溫度傳感特性.與裸光纖光柵的測試結果相比,銅片封裝工藝基本不改變光纖光柵應變傳感的靈敏度,但是溫度靈敏度系數(shù)提高了2.78倍.經(jīng)過銅片封裝后的光纖光柵可以探測到的應變和溫度分別為1με和0.03℃,便于工程應用.

光纖光柵傳感器光纖光柵傳感器

介紹了一種實用化的新型光纖輻射溫度傳感器,分別采用單波段亮度法和雙波段比色法,實現(xiàn)了700℃～1000℃和1000℃～1600℃兩個范圍的溫度測量。它彌補了使用計算機根據(jù)遺傳算法進行測量時存儲器中探測器件的特征值、工作時間、工作條件以及被測對象的表面狀態(tài)等因素帶來的測量誤差。這種傳感器可以直接顯示溫度測量結果和由鍵盤或上位機鍵入的溫度值。它有一個控制功能模塊,可以直接輸出模擬信號或開/關控制信號,形成閉合的控制回路,輸出是4～20ma的直流信號疊加hart協(xié)議的數(shù)字信號,可實現(xiàn)與其他設備的正常通信。同時,該傳感器還具備完善的自我診斷功能。

油氣井溫度數(shù)據(jù)在地質資料解釋和油氣井監(jiān)測方面作用明顯。但傳統(tǒng)的井溫測量儀器在井溫測量時存在靈敏度不夠高、不能在極限環(huán)境使用等缺點。光纖bragg光柵溫度傳感器作為新一代溫度測量技術的代表,具有體積小、質量輕、抗輻射等傳統(tǒng)測量儀器無法比擬的優(yōu)勢,本文對其傳感原理、傳感器結構、應用等方面做了闡述。

第32卷第1期 2006年1月 　　　　　　　　　　　　　　　光學技術 opticaltechnique 　　　　　　　　　　　　　　　 vol.32no.1 jan.　2006 　　文章編號:100221582(2006)0120105203 匹配光纖光柵溫度傳感解調系統(tǒng) ξ 張治國,余重秀,羅映祥,王葵如,張民,葉培大 (北京郵電大學電子工程學院光通信與光波技術教育部重點實驗室,北京　100876) 摘　要:實驗了一種基于一維調節(jié)器的光纖光柵靜態(tài)溫度(溫度緩變)探測系統(tǒng)。在系統(tǒng)中,一維調節(jié)器與步進電 機相連,步進電機由pc(計算機)通過plc(可編程邏輯控制器)進行控制,匹配光纖光柵被固定在一維調節(jié)器上用來解 調增敏光纖光柵傳感器探測到的溫度信號,匹配光柵的bragg周期可通過

介紹了光纖布拉格光柵傳感器測溫的基本原理以及一些布拉格光纖的封裝方法,在此基礎之上探討了一種新型的布拉格光纖光柵的封裝方法即用鋼條對布拉格光纖光柵進行封裝,并通過實驗對祼光柵和封裝后光柵的溫度特性進行了研究.實驗采用了恒溫水浴裝置,在25℃至70℃溫度范圍使用了中心波長為1530.5nm的光纖布拉格光柵進行測量.先進行了祼光柵的測量,在光柵封裝之后又進行了測量.實驗結果表明,光纖光柵在封裝之后溫度靈敏度為裸光柵的2.5倍.其線性擬合度達到0.996.

提出了一種基于光纖bragg光柵的溫度傳感器,闡述了光纖bragg光柵的溫度傳感機理,用2個相同的光纖bragg光柵構成折疊式mach-zehnder(m-z)干涉儀,其中一個光柵作為參考臂,另一個作為傳感臂:采用外差探測技術來測量外界的溫度物理量。當溫度發(fā)生變化,bragg光柵的波長也隨之改變。外差探測用來探測傳感臂和參考臂由于溫度變化引起的輸出信號的頻率差異。對其動態(tài)測量范圍和靈敏度也進行了分析。

設計了一種對外加應力應變不敏感的光纖光柵溫度傳感器,通過雙層結構消除外加應力應變對bragg波長的偏移值影響。建立了光纖光柵溫度傳感器模型中溫度變化量與bragg波長的偏移值的對應關系。采用水浴法進行測溫實驗,根據(jù)實驗數(shù)據(jù)得到光纖bragg光柵溫度傳感器的各項靜態(tài)性能指標。

研制了一種雙套管式光纖bragg光柵溫度傳感器,以實現(xiàn)無外力作用的溫度測量。其中外套管隔離外加應力應變,在內(nèi)套管內(nèi)松弛地放置光柵以隔離封裝結構的表觀熱應變。引入引出尾纖穿過帶孔螺栓,以探測多個串聯(lián)光柵。為了避免光柵處于張拉狀態(tài),封裝在外套管1、外套管2和內(nèi)套管中的光纖余長應分別大于1.4mm,1.8mm和0.4mm。試驗結果表明,該光柵傳感器的溫度響應靈敏度為9.671×10-3nm/℃,溫度測量分辨率為0.1℃。當水溫從20℃躍變到70℃時,該傳感器的溫度響應時間分別為t0.5=15±2s和t0.9=52±4s。當水溫從70℃躍變到20℃時,該傳感器的溫度響應時間分別為t0.5=26±9s和t0.9=63±8s。

本文通過對光纖結構及原理的了解,解釋了光纖中光波傳播的主要特點。在了解了光纖光柵傳感器構造及工作原理的同時,以鋼板-混凝土結構材料為實驗模型,利用光纖光柵傳感器作為檢測儀器,通過在鋼板-混凝土材料構成的橋面上布置不同數(shù)量和種類的fbg,同時認為施加不同載荷,觀察fbg的檢測結果和檢測數(shù)據(jù)。實驗證明,光纖光柵傳感器對于鋼板-混凝土組成的結構進行的無損檢測,其安全系數(shù)和檢測效率較其他無損檢測技術具有明顯的優(yōu)勢。

傳感器總長810mm,直徑為2.5mm,4根光纖布喇格光柵(fiberbragggrating,fbg)互成90°分布在用記憶合金絲(shapmemoryalloy,sma)做基材的表面.通過在波分復用的基礎上添加光時分復用來改進傳感網(wǎng)絡布置,提高測量精度;同時,設計了一套封裝裝置來確保封裝時fbg與基材之間的準確定位以及黏結劑能夠均勻的涂覆在基材和fbg表面,提高傳感器的封裝精度.實驗結果表明,該fbg形狀傳感器的測量精度為3.1％.

光纖光柵傳感器介紹

1封裝結構的性能要求用于隧道火災檢測的光纖光柵溫度傳感器首先要能對火災快速響應,但普通封裝結構會導致光纖光柵溫度傳感器的靈敏度較低,影響傳感器快速響應隧道中溫度變化,因此必須重新設計適合隧道火災檢測用光纖光柵溫度傳感器的封裝結構。隧道環(huán)境比較惡劣,光纖光柵溫度傳感器會受到各種拉力、剪切力等作用,這對于纖細(外徑約為125μm)和脆性(主要成分是sio2)的光纖光柵是難以承受的,因

針對傳統(tǒng)壓力式溫度計在實際應用中易受電磁干擾和環(huán)境溫度影響的問題,設計了一種適合高溫工作環(huán)境的氣體壓力式光纖bragg光柵溫度傳感器。該傳感器在壓力式溫度計的結構基礎上將壓力敏感元件替換為傳壓桿及等強度懸臂梁,建立傳感器理論數(shù)學模型并進行測溫試驗,將實測值與理論值進行比較,證明該傳感器的設計可行,可用于有特殊環(huán)境要求的溫度檢測。

為避免外加應力應變對溫度傳感器光柵的影響,提出了一種利用雙鋼管套裝來隔離外加應力應變的方法。傳感器兩端留有尾纖,可實現(xiàn)多個傳感器波分復用。為了防止因溫度和外加應力應變所導致的套管形變而產(chǎn)生光纖拉伸,封裝在兩個鋼管中的預留光纖長度應大于0.69mm。實驗結果表明,溫度在0℃~80℃之間變化時,靈敏度達到10pm/℃,線性度較好,可實現(xiàn)對環(huán)境溫度的高精度連續(xù)監(jiān)測。

光纖光柵位移傳感器

針對纜索局部埋植傳感器測試索力的特殊要求,特制光纖光柵應變傳感器,傳感器封裝保證光纖光柵植入纜索的成活率,減敏結構設計保證纜索索力測試的大應力監(jiān)測要求。針對應變傳感器與鋼絲的2種連接方式,即傳統(tǒng)的結構膠連接和特制的抱箍機械連接方式進行了張拉性能測試。由標定的傳感器力敏系數(shù)可知,在鋼絲產(chǎn)生5000×10-6的應變變化下,光纖光柵實際中心波長變化不超過2900pm,達到了減敏效果,傳感器可以滿足大索力長期測試要求。