光纖傳感、光纖光柵、光纖光柵傳感 光纖傳感技術(shù)由于光纖不僅可以作為光波的傳輸媒質(zhì)，而且光波在光纖 中的傳播時(shí)表征光波的特征參量（振幅、相位、偏振態(tài)、波長(zhǎng)等）因外界因素 （如溫度、壓力、磁場(chǎng)、電場(chǎng)、位移等）的作用而間接或直接地發(fā)生變化，從 而可將光纖用作傳感器元件來探測(cè)各種待測(cè)量（物理量、化學(xué)量和生物量）， 這就是光纖傳感器的基本原理。光纖傳感技術(shù)的分類光纖傳感器可以分為傳 感型（本征型）和傳光型（非本征型）兩大類。利用外界因素改變光纖中光的 特征參量，從而對(duì)外界因素進(jìn)行計(jì)量和數(shù)據(jù)傳輸?shù)?，稱為傳感型光纖傳感器， 它具有傳感合一的特點(diǎn)，信息的獲取和傳輸都在光纖之中。傳光型光纖傳感器 是指利用其它敏感元件測(cè)得的特征量，由光纖進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，它的特點(diǎn)是充分 利用現(xiàn)有的傳感器，便于推廣應(yīng)用。這兩類光纖傳感器都可再分成光強(qiáng)調(diào)制、 相位調(diào)制、偏振態(tài)調(diào)制和波長(zhǎng)調(diào)制等幾種形式。光纖傳感器的特點(diǎn)1、

為了進(jìn)一步加強(qiáng)電腦與電信領(lǐng)域的對(duì)外科技合作與交流,本刊與中國(guó)駐外使領(lǐng)事館以及國(guó)外相關(guān)機(jī)構(gòu)建立信息共享機(jī)制,從2008年第1期開始,定期發(fā)布國(guó)外最新的項(xiàng)目研發(fā)動(dòng)態(tài)。如有興趣者,請(qǐng)與本刊聯(lián)系。

傳統(tǒng)的周界安防或圍欄報(bào)警系統(tǒng):如主動(dòng)紅外對(duì)射、微波對(duì)射、泄漏電纜、振動(dòng)電纜、電子圍欄、電網(wǎng)等,雖為安全技術(shù)防范做出了一定的貢獻(xiàn),但受一些客觀技術(shù)條件等因素所限,還存在著一定的缺陷。而利用光電技術(shù)中的新型光纖傳感技術(shù)做成的周界圍欄報(bào)警系統(tǒng)具有非常明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。本文介紹傳統(tǒng)周界圍欄報(bào)警系統(tǒng)的缺陷及光纖傳感的優(yōu)勢(shì),光纖bragg光柵傳感器的原理、優(yōu)點(diǎn),基于光纖bragg光柵傳感智能周界圍欄報(bào)警系統(tǒng)的組成及工作原理,系統(tǒng)多處侵入定位報(bào)警的解決法及其應(yīng)用與市場(chǎng)前景等。

摘要 地下工程施工對(duì)周圍環(huán)境包括地面臨近建筑物、道路、和既有地 下工程的影響是地下空間開開發(fā)利用所面臨的關(guān)鍵問題。為確保施工 安全，對(duì)地下工程的安全和穩(wěn)定狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)、評(píng)估和預(yù)測(cè)以趨利避 害，已成為地下工程發(fā)展的迫切要求。地下工程監(jiān)測(cè)目前廣泛采用的 常規(guī)監(jiān)測(cè)技術(shù)和傳統(tǒng)電傳感器采集數(shù)據(jù)的方法不僅監(jiān)測(cè)范圍小、效率 低，且有限的測(cè)點(diǎn)難以反映目標(biāo)系統(tǒng)的整體情況；同時(shí)，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù) 容易受到外界環(huán)境中各類不利因素的影響，無法保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性 與長(zhǎng)期穩(wěn)定光纖bragg光柵(fbg)是20世紀(jì)90年代發(fā)展起來的一種 新型全光纖無源器件利用其可制成多種傳感器，如溫度、應(yīng)變、應(yīng)力、 壓強(qiáng)等傳感器。近年來，fbg傳感技術(shù)以其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)逐漸應(yīng)用于結(jié) 構(gòu)、巖土等領(lǐng)域，但多為長(zhǎng)期健康監(jiān)測(cè)，其在施工過程的應(yīng)用罕見。 本文通過室內(nèi)試驗(yàn)分fbg傳感器的優(yōu)勢(shì),并通過實(shí)際隧道工程施工的 應(yīng)

光纖光柵剖析

光纖光柵傳感器光纖光柵傳感器

提出了一種基于級(jí)聯(lián)長(zhǎng)周期光纖光柵的光纖布拉格光柵解調(diào)系統(tǒng)。級(jí)聯(lián)長(zhǎng)周期光纖光柵作為邊沿濾波器,利用它的一個(gè)線性區(qū)監(jiān)測(cè)單個(gè)光纖布拉格光柵傳感信號(hào)。該系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn),但易受光源抖動(dòng)及系統(tǒng)其他不穩(wěn)定因素等帶來的系統(tǒng)噪聲的影響。為消除系統(tǒng)噪聲帶來的不利影響,對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)。改進(jìn)系統(tǒng)利用級(jí)聯(lián)長(zhǎng)周期光纖光柵的兩個(gè)線性區(qū)同時(shí)監(jiān)測(cè)兩個(gè)光纖布拉格光柵傳感信號(hào)。分別用原系統(tǒng)及其改進(jìn)系統(tǒng)對(duì)溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè),實(shí)驗(yàn)的溫度測(cè)量范圍為-70～-115°c。原系統(tǒng)的靈敏度為0.49mv/°c,溫度分辨率為0.5°c;改進(jìn)系統(tǒng)的靈敏度為0.86mv/°c,溫度分辨率為0.3°c。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明改進(jìn)系統(tǒng)能有效消除系統(tǒng)噪聲,提高系統(tǒng)的精度。

193理論研究 0　前言 　　就當(dāng)前的現(xiàn)狀來看，為了實(shí)現(xiàn)全天候報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)，我國(guó)煤礦、 油庫(kù)、石油管道等領(lǐng)域在發(fā)展過程中，逐漸強(qiáng)調(diào)了對(duì)光纖光柵傳感技 術(shù)監(jiān)測(cè)、測(cè)量等的應(yīng)用。即發(fā)揮光纖光柵技術(shù)具有高抗擾性且室外無 源的特點(diǎn)，彌補(bǔ)以前防入侵報(bào)警系統(tǒng)的不足，達(dá)到全天候報(bào)警作業(yè)目 的。本文從光纖光柵技術(shù)原理分析入手，然后，介紹了光纖光柵周界 入侵報(bào)警系統(tǒng)的功能、組成、工作原理等等，最后闡述了周界入侵報(bào) 警系統(tǒng)的具體應(yīng)用。 1　光纖光柵技術(shù)原理 　　基于當(dāng)代社會(huì)可持續(xù)發(fā)展背景下，以光纖傳感技術(shù)為基礎(chǔ)的光纖 周界系統(tǒng)得到了迅猛發(fā)展。而其中，otdr技術(shù)、光纖干涉技術(shù)、光 纖光柵傳感技術(shù)等應(yīng)用最為廣泛。與此同時(shí)，從光纖光柵技術(shù)原理角 度來看，可用光纖光柵布拉格公式：對(duì)光纖光柵布拉格反 射波長(zhǎng)進(jìn)行表示，其中，neff代表光柵有效折射率，a代表光柵周期。 那么從公式可知，當(dāng)溫度、應(yīng)變等因素因外界

介紹了一種利用光纖f-p濾波器解調(diào)的、可同時(shí)測(cè)量應(yīng)變及溫度兩種參數(shù)的光纖光柵傳感系統(tǒng)。將一個(gè)光纖光柵的長(zhǎng)度分成相等的兩部分,其中一部分的兩端固定在一塊鋼板上,另一部分處于自由狀態(tài)。根據(jù)這兩部分光纖光柵對(duì)應(yīng)變及溫度的不同感應(yīng),實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)變及溫度的同時(shí)測(cè)量。可利用波分復(fù)用技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)分布式應(yīng)變及溫度的測(cè)量。應(yīng)變、溫度的測(cè)量分辨率分別可達(dá)1.3με及0.12℃。

光纖光柵感溫探測(cè)系統(tǒng)

分布式智能光纖圍欄報(bào)警系統(tǒng)（機(jī)場(chǎng)） 0.前言 隨著光纖傳感技術(shù)的發(fā)展，由于光纖與其他傳感方式相比具備更多的優(yōu)點(diǎn)，檢測(cè)范圍廣， 準(zhǔn)確率高，抗干擾能力強(qiáng)，能夠解決許多傳統(tǒng)的傳感器無法解決的問題，因而分布式光纖在 大型周界安防上得到研究和應(yīng)用，現(xiàn)今光纖圍欄的應(yīng)用主要有三個(gè)方面：(1)光纖圍欄監(jiān)控， 全自動(dòng)入侵檢測(cè)系統(tǒng)，可用于工業(yè)、金融、政府和著名場(chǎng)所的圍墻包圍區(qū)域。(2)管道監(jiān)控。 可用于檢測(cè)輸油、輸氣管泄漏；非法管道分支以及對(duì)管道產(chǎn)生破壞的挖掘。(3)光纜監(jiān)控， 可用于現(xiàn)有的光纜通信線路的檢測(cè)，提供方便的線路篡改或干擾警告等。 光纖圍欄技術(shù)目前可以分為準(zhǔn)分布式和分布式兩種，前者利用點(diǎn)式的光纖光柵系統(tǒng)串接 起來實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離監(jiān)測(cè)的功能，后者則用一根光纖實(shí)現(xiàn)全程監(jiān)控。本方案采用的是分布式光纖 技術(shù)，具備對(duì)觸發(fā)報(bào)警的目標(biāo)進(jìn)行智能識(shí)別的功能。本方案類似的產(chǎn)品有國(guó)外的fft公司

為了有效縮小光纖光柵尺寸,提高光電轉(zhuǎn)換間的耦合效果。文章在基于光纖光柵的基本結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,給出了在光纖光柵中插入四、五層金屬光柵的實(shí)現(xiàn)方法。該方法基于表面等離子體激元(surfaceplasmonpolaritons,spps)的光纖布拉格光柵,可以把原有的光纖光柵尺寸縮小一個(gè)量級(jí),而且不增加光在光子器件中的損耗。仿真分析表明,spps在光傳播過程中可起到能量補(bǔ)償作用,并可產(chǎn)生增透現(xiàn)象。

文章提出了一種基于光纖光柵的新型光分插復(fù)用器(oadm),并闡述了此新型oadm結(jié)構(gòu)的復(fù)用和解復(fù)用原理,它具有插入損耗低、靈活性強(qiáng)和串?dāng)_低等優(yōu)點(diǎn)。為驗(yàn)證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和理論分析的正確性,用optisystem軟件對(duì)所設(shè)計(jì)的oadm結(jié)構(gòu)進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)。仿真結(jié)果表明,下載波長(zhǎng)的邊模抑制比高達(dá)20db,此新型結(jié)構(gòu)具有良好的性能和靈活性。

提出了一種由單個(gè)光纖光柵和一個(gè)光纖方向耦合器組成的新型全光纖反射器,推導(dǎo)出了當(dāng)光柵為均勻bragg光柵、器件任意端口輸入時(shí),任何一端口的輸出解析式。分析表明器件具有法布里-珀羅腔干涉儀的特點(diǎn),耦合器的耦合比系數(shù)類似于法布里-珀羅腔的反射率,耦合比系數(shù)越大,輸出光譜半高全寬度(fwhm)越窄,消光比越好。當(dāng)耦合比系數(shù)大于0.8時(shí),fwhm可以窄到0.02nm,消光比大于0.9。如果光柵是“強(qiáng)”耦合,器件具有均勻分布的多通道梳狀輸出特性;光柵為“弱”耦合時(shí),則能實(shí)現(xiàn)fwhm小于0.02nm的單頻輸出。器件只需單個(gè)光柵,克服了制作兩個(gè)完全相同光柵的困難。

報(bào)道了一種基于偏芯結(jié)構(gòu)的雙芯光纖制作的長(zhǎng)周期光纖光柵,研究了在這種雙芯光纖中寫入相同結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)周期光纖光柵的模式耦合特性,這種雙芯結(jié)構(gòu)能夠?qū)蓚€(gè)平行的長(zhǎng)周期光纖光柵集成在一根光纖中。通過模擬計(jì)算發(fā)現(xiàn)在光纖圓周橫截面不同方位進(jìn)行曝光,可獲得不同的光柵透射譜,通過利用co2激光脈沖曝光方法實(shí)現(xiàn)其制備,實(shí)驗(yàn)得出了采用單側(cè)曝光方法在偏芯結(jié)構(gòu)的雙芯光纖上制備長(zhǎng)周期光纖光柵的最佳寫入方式。通過理論分析和實(shí)驗(yàn)的對(duì)比,結(jié)果表明,雙芯長(zhǎng)周期光纖光柵透射譜依賴于在雙芯光纖圓周上的曝光方向。

將光纖光柵(fbg)封裝入以超磁致伸縮材料(gmm)與永磁體構(gòu)成的傳感基座內(nèi)形成系統(tǒng)核心傳感部件,并將其放置于電流形成的磁場(chǎng)中,構(gòu)成電流傳感器。利用光纖邁克爾遜干涉儀(mi)對(duì)fbg波長(zhǎng)的變化進(jìn)行解調(diào),從而獲得被測(cè)交流電流信號(hào)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,檢測(cè)幅值100a~2000a的交變電流時(shí),該傳感器對(duì)交變電流具有良好的線性響應(yīng)。

光纖圍欄是一種將光纖作為傳感煤質(zhì)的傳感系統(tǒng)，在傳感光纖鋪設(shè)范圍內(nèi)，能對(duì)突發(fā)事件進(jìn)行遠(yuǎn)程和實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)，本文基于可行的技術(shù)原理提出了一種新型的基于邁克爾遜干涉儀的光纖圍欄報(bào)警系統(tǒng)。

公路隧道光纖光柵感溫火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)

隧道是高速公路建設(shè)的關(guān)鍵部分,在隧道中進(jìn)行實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的火情監(jiān)測(cè)對(duì)保障公共財(cái)產(chǎn)安全和人身安全有著十分重要的意義。本文從光纖光柵感溫系統(tǒng)原理出發(fā),著重分析了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及在實(shí)際高速公路隧道中的應(yīng)用。

文章比較現(xiàn)有隧道火災(zāi)報(bào)警技術(shù),提出一種基于光纖光柵傳感器的隧道火災(zāi)報(bào)警監(jiān)測(cè)系統(tǒng),并且進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。在實(shí)驗(yàn)隧道中,該系統(tǒng)對(duì)0.5m2火災(zāi)的最快報(bào)警時(shí)間為6s,30s內(nèi)有效報(bào)警范圍為±20m。

光纖光柵感溫火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)是一種新型的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng),它采用無電檢測(cè)和光信號(hào)傳輸,非常適用于防火防爆要求非常高的石油儲(chǔ)罐區(qū)的防火預(yù)警。主要介紹了光纖布拉格光柵溫度傳感的基本原理,分析了光纖光柵感溫火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的組成與工作原理,詳細(xì)介紹了其主要特點(diǎn),并闡述了該報(bào)警系統(tǒng)在石油儲(chǔ)罐中的應(yīng)用情況。

光纖光柵傳感信號(hào)的解調(diào)問題