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高温蓝宝石光纤温度传感器校准测试系统研究 被引量:3
1
作者 阎涛 赵靖 +1 位作者 袁玉华 王志浩 《电子设计工程》 2013年第9期114-116,119,共4页
为满足高温蓝宝石光纤温度传感器的标定和测试需要,分析了传感器的测量结构和标定原理,设计了一套基于氧乙炔高温综合测试平台和上位机测试应用软件的标定测试系统。试验结果表明,该系统能够实现传感器在多温度下的标定,并能模拟真实测... 为满足高温蓝宝石光纤温度传感器的标定和测试需要,分析了传感器的测量结构和标定原理,设计了一套基于氧乙炔高温综合测试平台和上位机测试应用软件的标定测试系统。试验结果表明,该系统能够实现传感器在多温度下的标定,并能模拟真实测温方式进行测试试验,具有较好的可靠性和稳定性。 展开更多
关键词 蓝宝石光纤温度传感器 普朗克黑体辐射公式 高温 温度标定
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蓝宝石光纤温度传感器测温上限的瓶颈分析及解决方案 被引量:2
2
作者 赵靖 袁玉华 《重庆科技学院学报(自然科学版)》 CAS 2011年第2期145-148,共4页
通过与热电偶、非接触式辐射测温仪的对比分析,指出基于黑体辐射原理的蓝宝石光纤温度传感器在某些特殊测温场合的不可替代性。介绍了国内蓝宝石光纤温度传感器的研究情况,分析制约其应用和发展的测温上限瓶颈,最后提出解决该问题的初... 通过与热电偶、非接触式辐射测温仪的对比分析,指出基于黑体辐射原理的蓝宝石光纤温度传感器在某些特殊测温场合的不可替代性。介绍了国内蓝宝石光纤温度传感器的研究情况,分析制约其应用和发展的测温上限瓶颈,最后提出解决该问题的初步方案。实验证明该方案能够实现高达2 700℃的温度测量,1 000℃以上最大稳态误差不超过50℃。 展开更多
关键词 黑体辐射 蓝宝石光纤温度传感器 非等温 测温上限
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飞秒激光加工光纤法布里-珀罗温度传感器微槽实验研究(特邀)
3
作者 尹泽坤 陈伟康 +1 位作者 谢合瑞 崔健磊 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第11期91-101,共11页
光纤温度传感器相较于传统光学功能器件具有损耗小、抗电磁干扰能力强、耐腐蚀等优点,其中的光纤法布里-珀罗传感器更因其结构简单紧凑、稳定性好、易于制造受到广泛关注。光纤法布里-珀罗传感器功能结构的传统加工工艺存在工艺复杂、... 光纤温度传感器相较于传统光学功能器件具有损耗小、抗电磁干扰能力强、耐腐蚀等优点,其中的光纤法布里-珀罗传感器更因其结构简单紧凑、稳定性好、易于制造受到广泛关注。光纤法布里-珀罗传感器功能结构的传统加工工艺存在工艺复杂、加工效率低下、热影响区严重等问题。光纤作为纤细透明的脆性材料,激光作为非接触的加工方式和微米尺度的聚焦光斑可以有效避免机械性破坏同时可以实现多样性的加工,已经广泛应用于光纤温度传感器的加工。目前,激光加工依然存在纤芯区域粗糙度高、平行度低、加工质量较差等难题。为了确保激光加工的法布里-珀罗腔能够满足传感性能要求,文中进行了飞秒激光加工法布里-珀罗腔的工艺实验研究,得到了不同激光参数、扫描路径对加工法布里-珀罗空气腔的影响规律,发现采用往复式扫描方式并在激光功率选用10 mW、扫描速度100μm/s、扫描间隔4μm、扫描分五次逐次向下进给5μm的工艺参数组合后,可以加工出两反射面接近平行(87.95°),侧壁光滑、面粗糙度稳定在2~4μm的良好形貌法布里-珀罗腔。加工了5种不同腔长的光纤中,腔长为80μm的传感器性能最优为21.07 pm/℃。将腔长为80μm的传感器封装在3种金属管中进行测试,结果证明激光加工光纤法布里-珀罗温度传感器的质量得到了进一步优化,性能进一步提升。但不同的封装材料会较大影响传感器的探测效果,结果发现封装材料的热膨胀系数越大,温度传感器的响应特性越好。 展开更多
关键词 飞秒激光 微槽加工 单模石英光纤 法布里-珀罗腔 温度传感器
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提高红宝石光纤温度传感器性能的方法研究 被引量:1
4
作者 刘英 刘桂雄 +1 位作者 李玩雪 郑时雄 《光通信技术》 CSCD 北大核心 1999年第2期147-150,共4页
在研究一种红宝石光纤温度传感器的基础上,结合实际工作体会,重点从感温材料的品质和几何形状。
关键词 宝石 光纤温度传感器 材料 传感器
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基于保偏光纤与少模光纤的激光温度传感器
5
作者 陈志萌 黄昌清 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期17-25,共9页
本文提出了一种基于保偏光纤与少模光纤的激光温度传感器,并对其进行了实验研究。将20 cm的保偏光纤与10 cm的少模光纤熔接在一起,之后与3 dB耦合器组成Sagnac环,作为传感探头。光经过少模光纤激发出高阶模,由于少模光纤与保偏光纤直径... 本文提出了一种基于保偏光纤与少模光纤的激光温度传感器,并对其进行了实验研究。将20 cm的保偏光纤与10 cm的少模光纤熔接在一起,之后与3 dB耦合器组成Sagnac环,作为传感探头。光经过少模光纤激发出高阶模,由于少模光纤与保偏光纤直径不匹配,高阶模与纤芯模耦合到保偏光纤的应力区,激发出包层模,从而提高温度灵敏度。实验结果表明,加入少模光纤后,传感器的温度灵敏度从−0.51 nm/℃提高到−0.91 nm/℃。该传感器具有精度高、制造方便、本质安全等优点,在工程结构安全监测中具有广阔的应用前景。 展开更多
关键词 少模光纤 保偏光纤 光纤萨格纳克干涉仪 光纤温度传感器 光纤激光传感器
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红宝石光纤温度传感器在实用化中两个问题的讨论
6
作者 刘英 刘桂雄 李玩雪 《光通信技术》 CSCD 北大核心 1999年第4期301-304,共4页
通过对基于0.05% Cr3+ 的红宝石荧光光谱制成的温度传感器进行了分析和实验,讨论了对光纤温度传感器实用化起到重要影响的两个问题,最后提出红宝石感温材质的改进方向和获取荧光余辉信号的方法。
关键词 宝石 光纤 温度传感器
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光纤FPI高温压力传感器的设计与仿真
7
作者 田野 曹咏弘 吕晶 《微纳电子技术》 2025年第2期105-115,共11页
航空发动机的内部环境严苛,为保证发动机正常运行需要实时监测压气室、燃烧室等关键部位的动态压力信号和温度信号。基于法布里珀罗干涉原理,以蓝宝石作为材料,建立了传感器整体结构模型并级联光栅结构作为温度补偿,通过理论和仿真分析... 航空发动机的内部环境严苛,为保证发动机正常运行需要实时监测压气室、燃烧室等关键部位的动态压力信号和温度信号。基于法布里珀罗干涉原理,以蓝宝石作为材料,建立了传感器整体结构模型并级联光栅结构作为温度补偿,通过理论和仿真分析确定了传感器具体结构尺寸参数。利用有限元分析软件ANSYS对蓝宝石法布里珀罗干涉仪(FPI)光纤高温压力传感器模型进行了静态分析及温度/压力耦合分析,以模拟传感器在复合环境下的性能。传感器的压力灵敏度为2.216 2 nm/MPa,温度灵敏度为9.198 4 pm/℃,交叉灵敏度为0.017 1 MPa/℃,满量程精度为0.735%,在26~1 500℃范围内具有良好的热-机械性能,为今后蓝宝石高温压力传感器结构的优化与改进提供了一定的参考。 展开更多
关键词 光纤高温压力传感器 法布里珀罗干涉仪(FPI) 光栅 蓝宝石薄膜 微电子机械系统(MEMS)
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基于级联长周期光纤光栅的新颖温度传感器 被引量:14
8
作者 陈少华 赵启大 +5 位作者 刘丽辉 张东生 姚颖 郭澎 闫宇 董孝义 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第6期955-959,共5页
设计了一种基于级联长周期光纤光栅(Long period fiber grating)的新颖温度传感器。理论上得 到光栅间光纤的长度随温度增加变化时,级联LPG的干涉峰将线性地向长波方向漂移,其消光比亦将呈现线 性变化。实验上制作出了基于级联LPG的光... 设计了一种基于级联长周期光纤光栅(Long period fiber grating)的新颖温度传感器。理论上得 到光栅间光纤的长度随温度增加变化时,级联LPG的干涉峰将线性地向长波方向漂移,其消光比亦将呈现线 性变化。实验上制作出了基于级联LPG的光纤温度传感器。利用其某一干涉峰的中心波长和消光比测量温度 变化时,测量灵敏度分别为0.0353 nm/℃和0.0684 dB/℃。基于级联长周期光纤光栅的温度传感器具有广 泛的应用前景。 展开更多
关键词 光纤光学 级联 长周期光纤光栅 温度传感器
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利用ZnO薄膜温变特性构建光纤温度传感器 被引量:4
9
作者 隋成华 郑东 +2 位作者 刘玉玲 蔡萍根 许晓军 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2009年第10期94-99,共6页
采用电子束蒸发的方法在蓝宝石光纤端面上生长ZnO薄膜,不同测试温度下透射光谱表明:ZnO薄膜的光学吸收边随温度的升高呈明显的红移。根据ZnO薄膜的光学吸收边所呈现的这一负温度效应,研制了基于ZnO薄膜温变特性的透射式光纤温度传感器... 采用电子束蒸发的方法在蓝宝石光纤端面上生长ZnO薄膜,不同测试温度下透射光谱表明:ZnO薄膜的光学吸收边随温度的升高呈明显的红移。根据ZnO薄膜的光学吸收边所呈现的这一负温度效应,研制了基于ZnO薄膜温变特性的透射式光纤温度传感器。实验表明,在室温至500℃测温范围内其灵敏度优于0.05nm/℃。该光纤温度传感器的测温范围理论上可从负温区(约-260℃)至高温区(约700℃)。与其他传统的温度传感器相比,该温度传感器具有结构简单,成本较低,测量稳定性高和量程范围宽等优点。 展开更多
关键词 ZNO薄膜 蓝宝石光纤 光学吸收边 光纤温度传感器
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蓝宝石高温光纤传感器研究 被引量:5
10
作者 王洪 越泽廷 黄明德 《华南理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第6期47-50,共4页
基于黑体辐射原理 ,研制成新型蓝宝石高温光纤传感器及光纤温控仪 ,对蓝宝石光纤高温传感头的热辐射特性进行了理论分析 .经标定 ,仪器的测温范围为 60 0 -180 0℃ ,可分辨温度优于 0 .1℃ ,空间分辨率约为 1.5cm ,可用于科研和工业生... 基于黑体辐射原理 ,研制成新型蓝宝石高温光纤传感器及光纤温控仪 ,对蓝宝石光纤高温传感头的热辐射特性进行了理论分析 .经标定 ,仪器的测温范围为 60 0 -180 0℃ ,可分辨温度优于 0 .1℃ ,空间分辨率约为 1.5cm ,可用于科研和工业生产中特殊环境下的温度测量 . 展开更多
关键词 黑体腔 光纤传感器 蓝宝石光纤 高温测量
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光纤光栅温度传感器在地源热泵中应用 被引量:11
11
作者 孙丽 任亮 李宏男 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期891-895,共5页
地源热泵应用地下土壤的地热资源,为建筑冬季供暖和夏季制冷.为了实时监测地源热泵工作过程中垂直盘管换热器周围土壤温度的变化,应用3个自行研制的光纤光栅温度传感器,组成分布式光纤光栅温度监测系统对其进行监测.3个光纤光栅温度传... 地源热泵应用地下土壤的地热资源,为建筑冬季供暖和夏季制冷.为了实时监测地源热泵工作过程中垂直盘管换热器周围土壤温度的变化,应用3个自行研制的光纤光栅温度传感器,组成分布式光纤光栅温度监测系统对其进行监测.3个光纤光栅温度传感器分别安置在25 m垂直盘管的5、15和25 m处.垂直盘管安装完后,应用FBG波长解调系统采集数据.采用双层钢管封装的光纤光栅温度传感器,有效消除了应变对光纤光栅的影响,同时也提高了光纤光栅的温度灵敏度.该光纤光栅温度传感系统对地源热泵长期工作状态进行了监测,监测结果与理论计算结果符合很好. 展开更多
关键词 光纤布拉格光栅 地源热泵 在线温度监测 温度传感器
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半导体光纤温度传感器特性研究 被引量:7
12
作者 关荣峰 叶嘉雄 +2 位作者 印新达 王省非 李宇航 《光电工程》 EI CAS CSCD 1997年第2期51-54,共4页
设计了一种新颖的半导体光纤温度传感器。通过实验的方法研究了采用不同光源时传感器的输出特性。根据实验数据分析了传感器的灵敏度、测温范围、线性度和重复性与光源光谱特性之间的关系。
关键词 温度传感器 光纤传感器 非接触测量 温度测量
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SSPM在蓝宝石光纤黑体腔瞬态高温传感器中的应用 被引量:5
13
作者 潘保武 郝晓剑 +1 位作者 李伟 周汉昌 《中北大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2011年第5期619-624,共6页
介绍了一种基于黑体全辐射原理的蓝宝石光纤黑体腔高温传感器,从黑体腔制作和微光信号探测方面进行了分析,测试了固态光电倍增管(Solid-State Photomultiplier,SSPM)的输入输出特性,并给出了实验结果.实验结果表明:由于采用新型光电... 介绍了一种基于黑体全辐射原理的蓝宝石光纤黑体腔高温传感器,从黑体腔制作和微光信号探测方面进行了分析,测试了固态光电倍增管(Solid-State Photomultiplier,SSPM)的输入输出特性,并给出了实验结果.实验结果表明:由于采用新型光电探测器和膜层材料,大大提高了传感器的测温范围和信噪比.该高温传感器的测试范围上限大于2 000℃,响应时间小于100 ms,能够满足科研和工业生产中特殊环境下的温度测量. 展开更多
关键词 蓝宝石光纤 瞬态高温测量 黑体腔 光纤传感器 固态光电倍增管
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微光纤环形谐振腔温度传感器 被引量:3
14
作者 饶云江 陈一槐 +1 位作者 吴宇 邓强 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期384-387,共4页
介绍了一种新型的基于光纤直径在1~2 m的微光纤Knot型环形谐振腔温度传感器,由于微光纤构成的环形谐振腔具有较高的品质因素,因此可用于高精度的光学传感和测量。该文基于微光纤的环形谐振腔温敏结构,利用微光纤环谐振腔自身折射率对... 介绍了一种新型的基于光纤直径在1~2 m的微光纤Knot型环形谐振腔温度传感器,由于微光纤构成的环形谐振腔具有较高的品质因素,因此可用于高精度的光学传感和测量。该文基于微光纤的环形谐振腔温敏结构,利用微光纤环谐振腔自身折射率对环境温度的改变,通过光谱分析仪测量其光谱变化,实验结果表明该传感器在20℃~30℃范围时,温度灵敏度为19 pm/℃。该微光纤单环谐振腔温度传感器具有制作简单、成本低、体积小,以及易于集成等优点。 展开更多
关键词 光纤谐振腔 光纤 温度传感器 热光效应
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双波长光纤温度传感器的研究 被引量:8
15
作者 刘晔 张赟 +3 位作者 王采堂 唐胜安 韦兆碧 王锋 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第4期335-338,共4页
提出了一种满足电力系统高压电器设备在线温度检测需要的双波长光纤温度测量系统.系统以半导体材料的光谱吸收特性作为测温原理,采用光纤和无源器件感受和传递温度信号,具有良好的绝缘性和抗电磁干扰的能力.论述了运用改进双波长补... 提出了一种满足电力系统高压电器设备在线温度检测需要的双波长光纤温度测量系统.系统以半导体材料的光谱吸收特性作为测温原理,采用光纤和无源器件感受和传递温度信号,具有良好的绝缘性和抗电磁干扰的能力.论述了运用改进双波长补偿方法来全面克服系统中存在的光路扰动、解决光纤温度传感器工作不稳定问题、提高系统的测量精度和稳定性的原理.给出了双波长光纤温度测量系统的实验结果,证明了理论研究的正确性. 展开更多
关键词 双波长光纤温度传感器 半导体吸收 改进双波长补偿法 光路扰动
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分布式光纤温度传感器的温度测量与信号处理方法及实现 被引量:13
16
作者 欧阳芳平 周胜军 康宏向 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2002年第6期59-61,共3页
分布式光纤温度传感器利用一根光纤为温度信息的传感和传导介质 ,可以测量沿光纤长度上的温度变化。这种传感器的信号处理是将探测器输出信号尽可能地去除噪声和干扰 ,得到准确快速的温度显示和温度数据 ,这在解决大型重要结构的实时监... 分布式光纤温度传感器利用一根光纤为温度信息的传感和传导介质 ,可以测量沿光纤长度上的温度变化。这种传感器的信号处理是将探测器输出信号尽可能地去除噪声和干扰 ,得到准确快速的温度显示和温度数据 ,这在解决大型重要结构的实时监控、准确测量等问题以及在组成智能材料结构方面具有重要价值和应用潜力。文章对基于反斯托克斯 /斯托克斯比值的分布式光纤温度传感器的温度测量方法和信号处理方法进行了全面而深入的研究 。 展开更多
关键词 分布式 光纤温度传感器 温度测量 信号处理 光信号
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光纤温度传感器原理及应用 被引量:6
17
作者 徐申翔 刘南生 张华 《南昌大学学报(工科版)》 CAS 2004年第4期9-14,共6页
阐述了几种光纤温度传感器的概况和原理,重点介绍了双波长光纤温度传感器原理,并详细介绍了利用光纤测试温度的若干种方法.功能型光纤温度传感器是利用光纤的各种特性(相位、偏振、强度等)随温度变换的特点,进行温度测定.而传输型光纤... 阐述了几种光纤温度传感器的概况和原理,重点介绍了双波长光纤温度传感器原理,并详细介绍了利用光纤测试温度的若干种方法.功能型光纤温度传感器是利用光纤的各种特性(相位、偏振、强度等)随温度变换的特点,进行温度测定.而传输型光纤温度传感器的光纤只是起到光信号传输的作用,以避开测温区域复杂的环境.最后通过对光纤温度传感器未来的发展趋势和特点,提出了一些看法. 展开更多
关键词 光纤 温度传感器 光纤应用
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光纤温度传感器在微波场测温中的应用 被引量:4
18
作者 邹建 饶程 顾兴志 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2003年第5期72-74,共3页
处于强电磁场的环境下 ,在微波场中温度的测量依然是一个技术难题。介绍了适用于微波场测温的各类光纤温度传感器 ,阐述了光纤光栅用于温度传感的原理及在微波场中测温的前景与应用。对微波场中测温技术的进一步发展具有一定的参考价值。
关键词 光纤温度传感器 微波场 温度测量 光纤光栅
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法布里-珀罗薄膜干涉的光纤温度传感器 被引量:19
19
作者 高晓丹 彭建坤 吕大娟 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2018年第1期242-246,共5页
为了研制结构简单、成本低、可批量生产的微型光纤温度传感器,分析了薄膜干涉型光纤温度传感器的原理,选用Zr O2和Al2O3两种介质薄膜材料,采用TFCalc膜系设计软件设计了薄膜干涉型光纤温度敏感探头的膜系,由南光ZZS1100-8/G箱式真空镀... 为了研制结构简单、成本低、可批量生产的微型光纤温度传感器,分析了薄膜干涉型光纤温度传感器的原理,选用Zr O2和Al2O3两种介质薄膜材料,采用TFCalc膜系设计软件设计了薄膜干涉型光纤温度敏感探头的膜系,由南光ZZS1100-8/G箱式真空镀膜系统采用电子束蒸发技术在普通多模光纤端面蒸镀介质薄膜,形成法布里-珀罗(Fabry-Perot)薄膜干涉,并搭建光纤温度传感测试系统,测试结果表明:在200~600℃范围内,所设计的干涉型光纤温度传感器的测试光谱随温度变化产生一定的波长漂移,且波长漂移的温度特性为线性,线性相关系数为99.7%,灵敏度为8.37×10-6/℃。基于法布里-珀罗干涉的薄膜型光纤温度传感器体积小,成本低,结构紧凑,可批量生产,适合安装位置狭小或对传感器集成化要求较高的场合。 展开更多
关键词 光纤温度传感器 薄膜干涉 法布里-珀罗 波长漂移
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抗恶劣环境的保偏光纤温度传感器 被引量:6
20
作者 杨远洪 郭锦锦 段纬倩 《微纳电子技术》 CAS 2007年第7期266-269,共4页
基于应力型保偏光纤传输常数差对温度的敏感性并利用偏光干涉技术,提出了一种反射型保偏光纤温度传感器并推导出传感方程。在传感器中采用宽谱光源抑制了输入/输出光纤中偏振耦合引起的误差,特性分析表明这种传感器实用、精度高并且... 基于应力型保偏光纤传输常数差对温度的敏感性并利用偏光干涉技术,提出了一种反射型保偏光纤温度传感器并推导出传感方程。在传感器中采用宽谱光源抑制了输入/输出光纤中偏振耦合引起的误差,特性分析表明这种传感器实用、精度高并且配置灵活。实验结果与理论完全吻合,其噪声等效可探测温度精度达0.01℃。根据大型电力变压器的绕组温度监测要求,研制出一套远程多路温度传感器系统。采用特殊的涂覆和密封石英毛细管封装技术,保证光纤传感头能在热油及250℃的高温下工作,而且具有很高的绝缘性。检测结果表明传感器在0-200℃内,达到了±0.5℃测量精度。 展开更多
关键词 点式温度传感器 保偏光纤 电力变压器
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