半导体光纤温度传感器

本文利用半导体材料的吸收光谱随温度变化的特性,研制了数字显示光纤测温仪。经过反复试验,该仪器在-20°～200℃温度范围内的测温精度为±2℃。     

反射式光纤位移传感器应用设计实验

基于光的反射原理并结合光纤传感器的特点,设计了反射式光纤位移传感器应用设计性实验.利用反射式光纤传感器测量微小位移的原理,通过测量输出电压与位移的关系确定工作点,测得表面柤糙程度不同的真假钞的输出信号,从而实现对纸币的真假识别.     

钕玻璃的温敏特性及光纤温度传感器

本文从理论上通过对钕玻璃中Nd～(3+)离子光吸收特性的分析,阐明了其光吸收对温度依从性的原因.在实验中,试制了几种不同类型的钕玻璃光纤温度传感探头.对Nd～(3+)离子光吸收的温度特性进行了验证,其结果和理论分析相一致,实验表明钕玻璃是一种性能良好的光纤温敏传感材料.     

激光拉曼型分布光纤温度传感器系统

激光拉螺型分布光纤温度传感器系统是一种用于实时测量空间温度场分布的光纤传感系统，在系统中光纤既是传输媒体也是传感媒体。本文讨论了系统的工作原理、设计思想、系统的结构，在系统中采用光纤的光时域反射技术，背向光纤激光自发拉曼光谱技术，双波长、双通道光电检测和自校正技术，高速瞬态采样平均技术。     

反射式光纤位移传感器数学模型的优化

提出一种基于改进的遗传算法的反射式光纤位移传感器数学模型优化方法.举例说明了该方法的应用,并将其与传统的Causs-Newton优化方法进行比较.结果表明,用改进的遗传算法优化反射式光纤位移传感器的数学模型具有速度快、精度高的优点,且不像传统优化方法要求有一充分接近最优点的初值.优化后的传感器数学模型能较好地反映传感器的实际特性.     

反射式光纤传感器光纤参量对调制系数的影响

介绍了反射式强度型光纤传感器的光强调制原理,并以最简单的光纤对为基础,仿真研究了光纤参量对光强调制特性的影响规律.给出了这类传感器设计的指导原则.     

折射率温敏式光纤温度传感器的理论模型

提出了折射率温敏式光纤温度传感器的理论模型，包括子午光线和偏射光线的影响，讨论了多模光纤的弯曲损耗，理论的分析和结果与实验相当一致。     

LED泵浦蓝宝石光纤荧光温度传感器

采用激光加热基座法制备端部Cr3+离子掺杂的蓝宝石单晶光纤,得到一体型蓝宝石单晶光纤荧光温度传感头.对所制备的荧光温度传感头的荧光温度特性进行了实验研究.结果表明,随着温度升高Cr3+∶Al2O3单晶光纤荧光寿命单调下降,从温度为0 ℃的4.0 ms下降到450 ℃的0.2 ms.利用所制备的荧光温度传感头,用波长405 nm紫色LED作为泵浦光源,采用相关检测技术在线实时测量荧光寿命,研制成测温范围0 ℃～450 ℃一体型蓝宝石光纤荧光温度传感器.     

二自由度反射式光纤传感探头的结构设计

采用五光纤特殊排列方式,研制了全自动补偿光纤二自由度传感探测器.分析了二自由度的探测方法,给出了可能的结构排列方案.理论上,给出了探测响应函数,与实验结果进行了对比.可用于二自由度非接触测量场合。     

光纤温度传感器

光导纤维（简称“光纤”）是以ＳｉＯ２为主要原料制作的高度透明的玻璃丝．它以高折射率的玻璃丝为芯,外面套有低折射率的玻璃包层．光纤的芯径从几微米以至几百微米．光由光纤一端入射,凡入射角小于临界角的光在纤芯和包层的界面,经多次全反射后传至另一端,从而实现光纤通信．自从１９５４年荷兰ＶａｎＨｅｌｌ［１］发表有关梯度折射率光纤定向传导方面的论文以来,光纤通信得到了迅速的发展,而光纤进入传感器这个领域?...     

采用智能温度补偿电路的分布式光纤喇曼温度传感器

采用一种智能温度补偿电路对雪崩光电二极管的反偏电压进行温度补偿,抵消环境温度对雪崩光电二极管的影响,从而大大降低了系统的温度漂移.采用该温度补偿电路的系统可在0℃到60℃的环境温度范围内将温漂引起的测量偏差控制在±0.1℃之内.和传统的恒温装置相比,采用该温度补偿电路可有效地降低系统的功耗和成本.相对采用热敏电阻的温度补偿电路,该温度补偿电路的温度补偿线性更好,补偿系数设置更灵活.     

Temperature-Insensitive Chemical Sensor with Twin Bragg Gratings in an Optical Fibre

To reduce temperature sensitivity of the fibre Bragg grating （FBG） chemical sensor, a simple method is proposed by measuring the peak wavelength difference between an etched FBG and an un-etched one in an optical fibre. Thermal characteristics and chemical sensitivity of the sensor are experimentally investigated. The experimental results indicate that the etched FBG and the rest one have almost the same thermal response, and concentration changes of the surrounding chemical solutions can be detected by measuring the peak wavelength difference between them. The sensor has been used to measure the concentrations of propylene glycol solutions and sugar solutions, and it could detect 0.7% and 0.45% concentration changes for them with an optical spectrum analyser in resolution of 10pm.     

纳米银修饰的微结构聚合物光纤作为化学-光学传感材料的初步研究

通过调节在微结构聚合物纤维(Microtubes Polymer Opeical Fibers,MPOF)孔道中进行的动态化学反应——银镜反应的条件,可以得到管状或岛状纳米Ag修饰的MPOF.扫描电镜分析显示：在高反应物浓度下,在孔洞阵列中进行反应得到管状银修饰的MPOF;该Ag微管-MPOF复合纤维是导电性的,可以直接作为阵列电极制造电化学传感器.研究结果显示,MPOF复合纤维对治癌物质硝酸根或亚硝酸根有高的可逆氧化还原活性;在低反应物浓度下,在孔洞阵列中进行反应得到岛状银修饰MPOF;当把岛状银修饰MPOF插入有机荧光物质的水溶液中时,观察到荧光有明显的增强效应.     

水分荧光光纤化学传感器

将具有溶致变色特性的４‘－Ｎ,Ｎ－二甲氨基黄酮基团与聚丙烯酰胺膜基体一起共价固定化在石英玻片上,制成了测定水的光导纤维化学传感器。传感是基于水对膜的荧光有强的猝灭作用。文中提出了猝灭方程。传感器具有好的可逆性和稳定性,重复测定含水４．００％和１６．０％的乙醇样品的相对标准偏差分别为０．３３％和０．６０％,这说明传感器还具有好的重现性。传感器用于９５％乙醇中水分的含量测定,结果与气相色谱法一致。     

一种同时测量电流和温度的光纤光栅传感器

提出了一种基于光纤光栅法布里-珀罗干涉仪且可以同时测量交变电流和温度的传感器,并对其进行了理论分析和实验研究.该传感器采用单频激光入射,作为反射镜的一对光纤布喇格光栅自由放置,其间的法布里-珀罗腔粘贴在磁致伸缩材料上,通电导线周围的磁场通过磁致伸缩材料作用于光纤光栅法布里-珀罗腔,引起腔长周期性变化.同时,由于热膨胀和热光效应,环境温度的变化会引起光纤长度和折射率的改变,从而改变光纤光栅法布里-珀罗腔的反射光谱特性.通过检测输出光信号的频率和峰值可实现电流和温度的同时测量.对通电线圈的电流及环境温度进行测量的实验结果与理论分析相吻合.     

一种同时测量电流和温度的光纤光栅传感器

提出了一种基于光纤光栅法布里-珀罗干涉仪且可以同时测量交变电流和温度的传感器,并对其进行了理论分析和实验研究.该传感器采用单频激光入射,作为反射镜的一对光纤布喇格光栅自由放置,其间的法布里-珀罗腔粘贴在磁致伸缩材料上,通电导线周围的磁场通过磁致伸缩材料作用于光纤光栅法布里-珀罗腔,引起腔长周期性变化.同时,由于热膨胀和热光效应,环境温度的变化会引起光纤长度和折射率的改变,从而改变光纤光栅法布里-珀罗腔的反射光谱特性.通过检测输出光信号的频率和峰值可实现电流和温度的同时测量.对通电线圈的电流及环境温度进行测量的实验结果与理论分析相吻合.     

基于拉曼散射的光纤分布式温度测量系统的空间分辨力

基于自发拉曼散射的光纤分布式温度测量系统是一种真正的分布传感系统且已商品化。本文从光学的角度出发较详细地分析了此类系统的空间分辨力理论极限及其影响因素。分析表明， 对于一个１ ｋｍ 的多模系统， 若接收机的最小可分辨光功率优于３．５ ｐＷ， 则其在０～４００℃的范围内且温度精度为±１℃时的空间分辨力极限为２ ｃｍ ； 当接收机的最小可分辨光功率小于０．５ ｐＷ， 单模系统的空间分辨力极限优于对应的多模系统。因此， 把基于自发拉曼散射机理的光纤分布式温度测量系统用于短距离高分辨力的系统理论上是可行的。     

采用单工循环编码解码的分布式光纤喇曼温度传感器

针对连续脉冲编码解码技术在分布式光纤喇曼温度传感器应用中出现被测光纤非线性峰值阀值光功率变低、编码过程较复杂等问题,提出了一种将光脉冲码均匀分布在整条被测光纤的单工循环编码解码技术和应用方案,并在27km单模系统中与传统单脉冲技术系统做了对比实验.结果表明:相比连续编码解码技术,单工循环编码解码技术不仅保持了编码解码技术相对于传统单脉冲技术的信噪比改善能力,而且有效地提高了光纤的非线性峰值阀值光功率.在编码时只需循环发送一组码,就可使系统的信噪比和测量距离获得极大的提高.采用211位循环编码解码技术的多模系统经16万次重复测量后,可在25km处获得±1.5℃的温度不确定度,空间分辨率为3m.     

基于喇曼散射的分布式光纤温度传感器的温度修正

结合基于喇曼散射的分布式光纤温度传感器的基本原理及温度解调过程,研究和分析了温度测量产生误差的主要原因.采用拟合修正的方法来解决斯托克斯光和反斯托克斯光传输损耗差异以及光纤弯曲、应力等附加损耗对系统的影响;采集光纤起始端同一位置3个不同温度的信号值求解非线性方程组,实现了对探测器暗电流引起的测量误差的修正.实验结果表明:经过修正的传感器在900m位置的温度测量误差平均值从8.0℃降到0.37℃,整条光纤的温度测量误差平均值≤±0.6℃.