光纤传感

摘要： 随着电网建设规模和覆盖范围的不断拓展,影响电力传输系统安全性和稳定性的不确定因素也在持续增多,很难有效满足广大用电客户的用电需求.而将光纤传感用于电力传输系统的监测中,有效实现了实时监督电力传输设备和电力传输系统的功能,使其长期处于一种安全、稳定、高效的环境中运行。文章在参考前人研究结果的基础上,系统总结了光纤传感技术的实现原理和应用优势。

摘要： 为了改善在复杂电磁环境下应变测量的性能,提出了一种基于光电振荡器(OEO)和高双折射(Hi-Bi)光纤的新型应变测量方案。应变会引起Hi-Bi光纤中快慢轴上传输的2个正交偏振光之间的相位差改变,通过合理控制输入到马赫-曾德尔调制器的光信号的偏振态,将该相位差变化映射至OEO振荡微波信号的频率变化,进而通过监测频率变化实现应变的解调。理论分析和实验结果表明,OEO产生的振荡微波信号频率与应变呈线性关系,所提应变测量方案的灵敏度为-369.3 Hz/με。

摘要： 针对低温大范围高灵敏温度测量需求,提出一种适用于低温环境测量的光纤法布里-珀罗腔温度传感器,并实验研究传感器的响应特性。超短空气腔法布里-珀罗温度传感器由外径0.3 mm的石英毛细管和单模光纤构成,利用高热膨胀系数的材料作为腔镜的一个反射面提高空气腔的温度灵敏度,理论分析了法布里-珀罗干涉仪的温度传感原理,以及温度灵敏度的影响因素,并分析不同级次对灵敏度的影响。研制了大自由谱低温高灵敏度传感器,实验结果表明,传感器在-40°C至-10°C的温度范围内具有较好的温度响应特性,相应的灵敏度为-2.066 nm/°C,线性拟合度为0.9697,理论分辨率为±0.0005°C。传感器具有体积小、灵敏度高和测量范围大等优点,在低温传感领域具有潜在的应用价值。

摘要： 柱式传感器常被用作压力传感系统,其表面粘贴的布拉格光栅(FBG)受到压力作用后感受到的应变与基底所产生的应变并不一致,导致系统的精度受限。本文首先建立起基底到FBG应变传递的理论模型,判断影响精度的因素,然后利用有限元仿真软件进行力学仿真,模拟粘接层弹性模和厚度对传感系统精度的影响,给出仿真曲线,验证理论建模正确性并为后续实验提供指导。实验结果表明,理论建模、有限元仿真和实验结果具有大致相同的趋势,经过反复实验,粘接层厚度在0.2 mm,弹性模量在10^(9) Pa左右,应变传递效率最高,传感系统的精度也提升到0.5%以内,大大提升了基底到光栅的应变传递效率。

摘要： 光纤光栅传感器具有抗电磁干扰、无需供电、耐腐蚀、灵敏度高等特点,已广泛应用于土木水利工程领域。引水隧洞作为水利行业一种常见的建筑结构,受隧洞本身结构、工程及环境等特点影响,其部分特殊洞段结构存在安全隐患,需对其进行长期有效的稳定性监测。以甘肃省引洮供水一期工程7号隧洞为例,介绍光纤传感技术在引水隧洞结构安全监测中的应用情况,传感器分别采用不同的封装结构对隧洞的应力、位移、温度和沉降状况进行了有效监测,并通过实测数据验证了光纤传感技术在隧洞中应用的可靠性。

摘要： 山东省光纤传感与光电信息工程技术研究中心依托山东省“光学重点学科”和山东省“多光子纠缠与操纵”重点实验室,于2018年12月由山东省科技厅审批认定。中心“立足潍坊,面向山东”,依托潍坊市作为环渤海经济圈的重要组成部分,大力发展光电产业地区优势,主要开展智能光纤传感与光电信息领域的科学、技术及工程研究,形成了光纤传感技术及光纤传感器的开发,光电功能材料及其应用和光量子技术及应用3个具有鲜明特点的工程技术研究方向。

摘要： 为解决飞机、舰船、火箭、车辆、石油及天然气领域所涉及的管道和压力容器的压力测量问题,对涉及的管道、容器的压力泄露进行监测、泄露分析和预警,避免传统介入式测量方法弊端。应用一种基于光纤传感的管道和容器的压力测量方法,通过对光纤光栅波长和标准压力值的标定,拟合波长-压力直线的关系,以光纤光栅波长的变化表征管路压力变化。该方法克服管道和容器的壁厚影响,避免介入式测量的打孔要求和对系统内流体流场的干扰,能够有效地消除系统误差,提高测量精度。同时,该方法兼具光纤传感测量的优势,灵敏度较高,可以用于高温、高压、电气噪声、腐蚀或其他恶劣环境,同时能够克服管道和容器形状、安装位置及安装空间等的影响。这种基于光纤传感的管道和容器压力测量方法具有可行性,有重要使用价值。

摘要： 介绍了光子晶体光纤传感的工作原理,通过分析传统光纤的弊端,设计基于聚碳酸酯为基材的光子晶体光纤(PC-PCF),利用COMSOL Multiphysics和MATLAB对设计方案的可行性进行验证,结果表明:PC-PCF在特定光波波段具有优异的传感性能,灵敏度高且损耗低,具有作为特定介质(如臭氧等)传感器的潜力。

摘要： 阐述光纤传感的特点,光纤传感技术的发展,包括分布式关心传感技术、光纤光栅传感技术、微纳光纤传感技术、智能化光纤传感技术,探讨光纤传感器的构成、特点和作用。

摘要： 为了监测绕组变压器的静态应力场和发生短路等故障时的动态应力变化,设计了一种用于电气设备状态监测的新式FBG传感器。该传感器由聚醚醚酮材料封装的FBG构成,通过内部圆锥形空腔结构实现将轴向应力集中于FBG敏感位置。通过仿真对不同压力强度下传感器结构的应力场部分及形变趋势进行了计算与分析,论证了设计的合理性。实验分别对静态载荷和动态冲击进行测试,结果显示,在静态压载测试中,当100 N

摘要： 为了确保监控系统在运行中的稳定性、准确性和及时性,结合上海九号线二期工程近接既有高压电力隧道实例,建立了基于光纤传感自动化监控系统,开发了基于阿里云服务器的隧道沉降在线发布系统框架及手机客户端,该程序可实现监测数据的实时发布、超限报警、及时反馈等功能.运用该监控反馈网络,实现了在确保电力隧道结构安全的前提下新建工程的快速稳定的施工.相关数据分析表明,基于光纤传感技术的自动化监测网络能够有效地捕捉到电力隧道的形变状态,指导施工进程,可为今后类似近接工程参考借鉴.

摘要： 输电导线温度测量是输电线路融冰过程的重要组成部分,为了解决输电线路温度监测需要现场电源,使用寿命短,容易受电磁干扰等缺点.本文基于光纤传感技术研制了一种光纤光栅温度传感器以及传感器夹具的设计,该传感器采用双金属结构的方法实现温度增敏;根据光纤光栅对温度和应变的敏感特性,采用不受力的封装方式将其封装在外壳内,解决了温度与应变交叉敏感的问题.实验表明,研制的光纤光栅温度传感器灵敏度为9.8PM/°C,线性度0.79％,分辨率为0.102°C.收集整理云南电网某110kV输电线路(2015年12月18日至2016年2月17日)的导线温度和环境温度监测数据,实现了对导线的监测.因此,基于光纤传感技术的输电导线温度监测可以用来在线监测导线的温度,为直流融冰等除冰过程提供数据支撑,以保障电网的安全稳定运行.

摘要： 随着光纤传感技术的不断发展,光纤用于混凝土开裂破坏监测的研究越来越深入.然而大部分的研究都是通过在混凝土结构表面布设光纤类传感器,从而发现混凝土结构表面分布的破坏,对结构内部可能出现的损伤破坏进行监测的研究较少.这类损伤由内向外发展,外部很难发现,当发现时结构可能已完全破坏.本文利用光纤传感技术,在混凝土梁内部布设分布式光纤与特制FBG传感器,通过对梁加载,对混凝土内部应变变化连续监测.实验结果表明,通过在混凝土内部布设光纤类传感器可同时对混凝土结构开裂出现的位置、开裂时间以及裂缝宽度的准确测量.

摘要： 目前机组定子是以热电阻(RTD)测温方式为主,随着光纤传感技术的发展及优点,本文分析光纤传感技术在定子和转子绕组温度测量的应用研究.

摘要： 系统旨在研究利用信息技术、物联网技术实现对道路挖掘的实时监测,及时发现非法掘路.作为智慧城市建设的有益组成部分,有效提升城市的智能感知、安全管理等能力,基于大数据的城市治理,有利于解决信息不对称、响应不及时等问题,有效推动城市管理的精细化与智慧化.

摘要： 基于布里渊散射的分布式光纤应变监测技术集传输传感于一体利用单模光纤即可实现分布式、长距离实时在线监测等功能;而且该技术可通过单根光缆即测量应变、又能同时监测隧道环境温度，能较全面地监测预防隧道出现沉降、变形、坍塌及火灾爆炸事故，非常适合对电力隧道进行结构健康评测及环境状态监测可有效保障电力设施及人员安全。

摘要： 已建埋地压力管道的泄漏监测是当前管道工程安全管理中亟待解决的问题.光纤传感技术可以同时实现时间上和空间上的连续测量,是长输管线实时监测技术的发展方向.本研究以深圳某水源工程大型埋地压力输水管道为例,综合应用基于Φ-OTDR光纤干涉原理的振动监测和光纤光栅水压监测方法,对管道进行原型观测试验.通过运用放空阀模拟爆管泄漏事件,检验监测效果.试验结果表明,试验结果表明,泄漏点的定位精度在10-20m,预警的最小泄漏量为管道流量的0.25％.

摘要： 光纤智能传感技术是近几年逐步发展和成熟起来的一项智能感应探测、传输技术.其有着独特的技术优势和经济价值.在石油和石化行业,光纤智能传感技术可以在温度感应、油气高危区域周界安防、消防、管道振动感应等方面发挥重要作用.比如高压动力电缆,一旦出现动力电缆老化和接头温度升高,直接会造成火灾和爆炸事故.在储油区域等高危场所,光纤智能传感技术通过振动感应,防止一些非法入侵和破坏.如果存在这些行为,那么通过光纤智能告警,配合摄像头智能联动技术,就能很快的制止上述入侵和破坏行为,避免一些危险事故苗头的发生.振动光纤管道安全预警系统使用管道同沟敷设的通信光缆空余纤芯作为传感介质,感知管道沿线的振动信号,通过设备智能学习,对管道沿线入侵事件进行智能识别,实现对管道的实时监测、定位、预警和报警.

摘要： 光纤智能传感技术是近几年逐步发展和成熟起来的一项智能感应探测、传输技术.其有着独特的技术优势和经济价值.在石油和石化行业,光纤智能传感技术可以在温度感应、油气高危区域周界安防、消防、管道振动感应等方面发挥重要作用.比如高压动力电缆,一旦出现动力电缆老化和接头温度升高,直接会造成火灾和爆炸事故.在储油区域等高危场所,光纤智能传感技术通过振动感应,防止一些非法入侵和破坏.如果存在这些行为,那么通过光纤智能告警,配合摄像头智能联动技术,就能很快的制止上述入侵和破坏行为,避免一些危险事故苗头的发生.振动光纤管道安全预警系统使用管道同沟敷设的通信光缆空余纤芯作为传感介质,感知管道沿线的振动信号,通过设备智能学习,对管道沿线入侵事件进行智能识别,实现对管道的实时监测、定位、预警和报警.

摘要： 光纤智能传感技术是近几年逐步发展和成熟起来的一项智能感应探测、传输技术.其有着独特的技术优势和经济价值.在石油和石化行业,光纤智能传感技术可以在温度感应、油气高危区域周界安防、消防、管道振动感应等方面发挥重要作用.比如高压动力电缆,一旦出现动力电缆老化和接头温度升高,直接会造成火灾和爆炸事故.在储油区域等高危场所,光纤智能传感技术通过振动感应,防止一些非法入侵和破坏.如果存在这些行为,那么通过光纤智能告警,配合摄像头智能联动技术,就能很快的制止上述入侵和破坏行为,避免一些危险事故苗头的发生.振动光纤管道安全预警系统使用管道同沟敷设的通信光缆空余纤芯作为传感介质,感知管道沿线的振动信号,通过设备智能学习,对管道沿线入侵事件进行智能识别,实现对管道的实时监测、定位、预警和报警.

摘要： 本发明公开了一种传感光纤，所述传感光纤依次包含一螺旋速率上升段、一螺旋速率匀速段和一螺旋速率下降段，所述螺旋速率上升段和螺旋速率下降段为对称结构，二者长度相等且螺旋速率对称相同。本发明还公开一种由所述传感光纤制成的传感光纤环，其螺旋速率上升段的起点和螺旋速率下降段的起点在空间直径位置上重合，螺旋速率上升段的终点与螺旋速率下降段的终点在空间直径位置上重合。本发明的传感光纤，任意对称位置的螺距相同，其制成的传感光纤环等同于一个闭合回路，保证了传感光纤环的抗干扰性和被测母线电流的准确度和稳定性。本发明另公开一种直通型全光纤电流传感器。

摘要： 本发明涉及光纤流速传感器、光纤流速检测装置及传感器用光纤。其中光纤流速传感器包括具有可弯曲段的光纤，光纤用于传输光波的纤芯上于光纤的可弯曲段设有用于使部分光波泄漏出的光泄漏口，在可弯曲段弯曲时曲率半径相同的位置，光泄漏口的朝向与曲率半径的方向相同或相反，光纤流速传感器还包括用于在相应流速的流体的冲击下使可弯曲段的曲率发生对应改变的光纤形变装置。流体流速发生变化时，光纤的可弯曲段会在光纤形变装置的作用下发生形变，而光泄漏口能够使光纤的光强在光纤的弯曲情况变化时发生明显变化，实现系统检测灵敏度的提升，能够降低光纤成本、降低配套的波长处理设备的成本，便于制造、调试和维护，系统简单，成本低。

摘要： 本发明公开了一种传感光纤，所述传感光纤依次包含一螺旋速率上升段、一螺旋速率匀速段和一螺旋速率下降段，所述螺旋速率上升段和螺旋速率下降段为对称结构，二者长度相等且螺旋速率对称相同。本发明还公开一种由所述传感光纤制成的传感光纤环，其螺旋速率上升段的起点和螺旋速率下降段的起点在空间直径位置上重合，螺旋速率上升段的终点与螺旋速率下降段的终点在空间直径位置上重合。本发明的传感光纤，任意对称位置的螺距相同，其制成的传感光纤环等同于一个闭合回路，保证了传感光纤环的抗干扰性和被测母线电流的准确度和稳定性。本发明另公开一种直通型全光纤电流传感器。

摘要： 本发明涉及光纤位移传感器、光纤位移检测装置及传感器用光纤。其中光纤位移传感器包括具有可弯曲段的光纤，光纤用于传输光波的纤芯上于光纤的可弯曲段设有用于使部分光波泄漏出的光泄漏口，在可弯曲段弯曲时曲率半径相同的位置，光泄漏口的朝向与曲率半径的方向相同或相反，光纤位移传感器还包括用于根据具有相对位移的两个物体的位移变化使可弯曲段的曲率发生改变的光纤形变装置。具有相对位移的两个物体产生位移变化时，光纤会在光纤形变装置的作用下发生形变，而光泄漏口能够使光纤的光强在光纤的弯曲情况变化时发生明显变化，实现系统检测灵敏度的提升，能够降低光纤成本，降低配套的波长处理设备的成本，便于制造、调试和维护。

摘要： 本发明涉及光纤流速传感器、光纤流速检测装置及传感器用光纤。其中光纤流速传感器包括具有可弯曲段的光纤，光纤用于传输光波的纤芯上于光纤的可弯曲段设有用于使部分光波泄漏出的光泄漏口，在可弯曲段弯曲时曲率半径相同的位置，光泄漏口的朝向与曲率半径的方向相同或相反，光纤流速传感器还包括用于在相应流速的流体的冲击下使可弯曲段的曲率发生对应改变的光纤形变装置。流体流速发生变化时，光纤的可弯曲段会在光纤形变装置的作用下发生形变，而光泄漏口能够使光纤的光强在光纤的弯曲情况变化时发生明显变化，实现系统检测灵敏度的提升，能够降低光纤成本、降低配套的波长处理设备的成本，便于制造、调试和维护，系统简单，成本低。

摘要： 本实用新型公开了一种传感光纤，所述传感光纤依次包含一螺旋速率上升段、一螺旋速率匀速段和一螺旋速率下降段，所述螺旋速率上升段和螺旋速率下降段为对称结构，二者长度相等且螺旋速率对称相同。本实用新型还公开一种由所述传感光纤制成的传感光纤环，其螺旋速率上升段的起点和螺旋速率下降段的起点在空间直径位置上重合，螺旋速率上升段的终点与螺旋速率下降段的终点在空间直径位置上重合。本实用新型的传感光纤，任意对称位置的螺距相同，其制成的传感光纤环等同于一个闭合回路，保证了传感光纤环的抗干扰性和被测母线电流的准确度和稳定性。本实用新型另公开一种直通型全光纤电流传感器。

摘要： 本实用新型公开了一种抗干扰传感光纤，所述传感光纤为双折射保偏光纤，所述双折射保偏光纤依次包括一不螺旋段、一变速螺旋段和匀速螺旋段，所述匀速螺旋段的末端面具有反射膜，所述变速螺旋段的外部具有一磁场屏蔽管。本实用新型还公开一种由前述传感光纤绕制的传感光纤环，所述匀速螺旋段的末端光纤紧靠在磁场屏蔽管的外侧，且末端面的反射膜与磁场屏蔽管的末端面对齐。本实用新型在现有的传感光纤外设有磁场屏蔽管，该磁场屏蔽管位于变速螺旋段外，该结构简单，易于实现，可以完全抑制变速螺旋段光纤对磁场的敏感性，使其特性等效于不螺旋段的特性，提高了精度和传感光纤环的抗干扰性。

摘要： 本实用新型公开了一种传感光纤，包括纤体，所述纤体沿其轴向设置有纤芯、第一通孔和第二通孔，所述第一通孔和第二通孔位于所述纤芯的两侧，所述纤芯上设置有栅区，所述栅区刻写有光栅；所述第一通孔的端部填塞有挡件，所述挡件与所述第一通孔密封配合，所述第二通孔的端部浸没在待测液体中以使得栅区低于待测液体的液面，当所述液体的温度和/或压力发生变化时，所述栅区的光栅的反射特性发生变化以检测物理信号。其结构紧凑，体积小，灵敏度高，适用于狭小空间的液体的压力和温度的检测。

摘要： 本实用新型公开了一种光纤电流传感器的传感头，该传感头包括：传感光纤、用于封装传感光纤的传感环、以及用于支撑固定传感环的绝缘支架，其中传感环包括四个拐角结构、以及将四个拐角结构两两相连的连接管，所述拐角结构与所述连接管形成闭合环状，所述拐角结构内设有光纤通道，该光纤通道与所述连接管连通形成闭合环形通道，其中至少一个拐角结构设有光纤引出通道。本实用新型还公开了采用该传感头的传感器及其传感系统。有益效果：本实用新型提供的光纤电流传感器的传感头和光纤电流传感器及其传感系统，由于采用了通用结构设计，仅通过更换连接管，就可以组装成不同规格的传感头，满足不同电流母线的要求，便于生产制造和安装。

摘要： 本发明提出了一种光纤传感器、光纤传感器制造方法及光纤传感器测量系统。该光纤传感器包括：第一光纤和第二光纤；所述第一光纤和所述第二光纤均为圆柱体；所述第一光纤的第一横截面与所述第二光纤的第一横截面熔接；所述第一光纤与所述第二光纤同轴；所述第二光纤的第一横截面设置有与所述第二光纤同轴的圆柱形孔。本发明所述一种光纤传感器、光纤传感器制造方法及光纤传感器测量系统，能够通过一个光纤传感器对温度和应力进行双参数测量，有效的减小了测量系统的体积，降低了制造成本；能够适应高温环境的测量；具有体积小、灵敏度高和抗电磁干扰的优点。