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蓝宝石光纤温度传感器K值标定系统 被引量:3
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作者 王晓明 郝晓剑 周汉昌 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2012年第2期1-2,7,共3页
标定了一种镀制氧化锆陶瓷薄膜的蓝宝石光纤黑体腔温度传感器。标定系统用氢氧焰枪作为热源,以Modl-ine3红外测温仪作为标准传感器,采用数据采集卡(PCI20612)对被校准传感器和Modline3的输出信号同步采集,通过比较法得到K值。实验验证... 标定了一种镀制氧化锆陶瓷薄膜的蓝宝石光纤黑体腔温度传感器。标定系统用氢氧焰枪作为热源,以Modl-ine3红外测温仪作为标准传感器,采用数据采集卡(PCI20612)对被校准传感器和Modline3的输出信号同步采集,通过比较法得到K值。实验验证了该方案的可行性,测得K值为98.578×106(V.m2/W),并得到该传感器温度-电压曲线,系统简单,方便,具有一定实用价值。 展开更多
关键词 K值标定系统 蓝宝石光纤温度传感器 红外测温仪
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基于铰链杠杆结构光纤光栅温度压力传感器
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作者 刘强 马超 +5 位作者 魏淑辉 刘伟 王建鑫 吕靖薇 吕婷婷 刘超 《中国光学(中英文)》 北大核心 2025年第1期63-69,共7页
本文设计了一种高灵敏度温度和压力传感器。该传感结构利用膜片将压力传递给双铰链杠杆结构,采用光纤布拉格光栅(FBG1)作为应变传感器实现压力的测量。此外,双铰链杠杆的引入有效提升了传感器的压力测量灵敏度。仿真和实验测量结果证实... 本文设计了一种高灵敏度温度和压力传感器。该传感结构利用膜片将压力传递给双铰链杠杆结构,采用光纤布拉格光栅(FBG1)作为应变传感器实现压力的测量。此外,双铰链杠杆的引入有效提升了传感器的压力测量灵敏度。仿真和实验测量结果证实,该传感器在0~18 MPa的测量范围内,灵敏度达到453.16 pm/MPa。同时,将另外一支光纤布拉格光栅(FBG2)粘贴在杠杆上,以消除压力测量过程中的温度交叉敏感问题,从而实现温度和压力的同时测量。在25~65℃测量范围内,温度灵敏度为10.41 pm/℃。由于光纤传感器的抗电磁干扰特性,该类传感器可用于苛刻环境中的温度和压力测量。 展开更多
关键词 压力传感器 光纤布拉格光栅 铰链杠杆结构 温度传感器
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LED泵浦蓝宝石光纤荧光温度传感器 被引量:3
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作者 叶林华 周小芬 +2 位作者 张金风 李刚 刘相芳 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第9期2234-2237,共4页
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... 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. 展开更多
关键词 光纤传感器 蓝宝石光纤 荧光寿命 Cr3+:Al2O3
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基于红蓝宝石光纤传感头的多通道光纤温度传感器 被引量:1
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作者 苏建加 姜培培 +2 位作者 崔巍 吴波 沈永行 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期47-52,共6页
为了实现从室温到1000℃范围内的多点温度实时测量,基于红蓝宝石光纤传感探头,研制了一种连续快速温度测量的多通道光纤温度传感器.该系统结合了荧光测温和辐射测温原理,可同时测量8个传感探头的温度随时间的变化信号.提出基于面积平衡... 为了实现从室温到1000℃范围内的多点温度实时测量,基于红蓝宝石光纤传感探头,研制了一种连续快速温度测量的多通道光纤温度传感器.该系统结合了荧光测温和辐射测温原理,可同时测量8个传感探头的温度随时间的变化信号.提出基于面积平衡计算的数字迭代算法用来计算荧光寿命.与快速傅里叶变换算法的仿真对比结果表明,该算法计算速度快、抗噪声能力强、结果稳定性好、测量精度高.对系统进行长期的温度和稳定性实验,结果表明该系统具有较高的稳定性和测量精度,测温范围从室温到1000℃,精度达±1℃. 展开更多
关键词 光纤传感器 温度测量 蓝宝石光纤 辐射测温 数字迭代算法
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基于荧光强度比的毛细管液芯光纤温度传感器
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作者 张烨禹 刘婷 +2 位作者 黄建伟 黄学智 陈明杰 《中国光学(中英文)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期528-537,共10页
针对现有光纤荧光温度传感探头制备复杂的问题,本文提出了一种制备简单、成本低廉且性能优异的基于毛细管液芯的光纤荧光温度传感器。首先将对温度敏感的罗丹明B和对温度不敏感的罗丹明123的混合溶液作为温敏材料封装在不锈钢毛细管中... 针对现有光纤荧光温度传感探头制备复杂的问题,本文提出了一种制备简单、成本低廉且性能优异的基于毛细管液芯的光纤荧光温度传感器。首先将对温度敏感的罗丹明B和对温度不敏感的罗丹明123的混合溶液作为温敏材料封装在不锈钢毛细管中制备成传感探头,利用两者荧光发射峰强度的比值进行温度传感。之后对传感探头中混合溶液的浓度和毛细管的结构参数进行了优化,并对传感器的性能进行了测试,最终将其应用于实际生活温度检测中。实验结果表明:该传感器的温度响应范围为30~70℃,荧光强度比与温度之间呈二次相关,拟合相关系数高达0.9984,且具有很好的准确性、重复性和稳定性,使用时间可达3个月以上,能很好地应用于对日常生活中温度的检测。该光纤荧光温度传感器在实时监测和远端探测方面具有很大的潜力。 展开更多
关键词 光纤 温度传感器 荧光强度比 罗丹明
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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)
6
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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基于双金属和FP干涉结构的光纤温度传感器
7
作者 周英剑 袁嫣红 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2024年第7期122-124,共3页
为了提高现有光纤温度传感器的灵敏度和测温范围,提出了一种基于双金属和法布里—珀罗(FP)干涉结构的传光型光纤温度传感器。以双金属片作为感温元件,利用部分反射镜和双金属片作为上、下表面,构成FP腔,采用调频激光干涉原理测量感温元... 为了提高现有光纤温度传感器的灵敏度和测温范围,提出了一种基于双金属和法布里—珀罗(FP)干涉结构的传光型光纤温度传感器。以双金属片作为感温元件,利用部分反射镜和双金属片作为上、下表面,构成FP腔,采用调频激光干涉原理测量感温元件受热产生的FP腔腔长变化量,实现对温度的传感。实验结果表明:制成的光纤温度传感器的腔长变化量与温度呈较好的线性关系,线性度为99.96%,温度测量灵敏度达到了3885nm/℃,重复性高。 展开更多
关键词 光纤温度传感器 双金属片 法布里—珀罗干涉腔
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基于增强型谐波游标效应的光纤温度传感器 被引量:1
8
作者 林子曦 李雨婷 +2 位作者 杨玉强 李依潼 张钰颖 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第15期2344-2354,共11页
提出一种基于增强型谐波游标效应增敏的光纤温度传感器,该传感器由光纤萨格奈克干涉计(Sagnac Interferometer,SI)和法布里-珀罗干涉计(Fabry-Perot Interferometer,FPI)级联构成。通过控制FPI的自由光谱范围为SI的自由光谱范围的整数... 提出一种基于增强型谐波游标效应增敏的光纤温度传感器,该传感器由光纤萨格奈克干涉计(Sagnac Interferometer,SI)和法布里-珀罗干涉计(Fabry-Perot Interferometer,FPI)级联构成。通过控制FPI的自由光谱范围为SI的自由光谱范围的整数倍且两者具有相反的温度响应,实现增强型谐波游标效应。实验结果表明,增强型谐波游标效应和增强型普通游标效应具有几乎相同的温度灵敏度,分别为单个FPI和SI灵敏度的28.7倍和16.9倍,增强型谐波游标放大倍率分别为普通谐波游标放大倍率的3.4倍和1.8倍,但增强型谐波游标效应对应的熊猫光纤长度失谐量明显大于增强型普通游标效应,且阶数越高对应的失谐量越大,因此,增强型谐波游标放大倍率更容易控制和实现。该传感器在获取高灵敏度的同时,稳定性能好、制备成本低,具有非常好的应用前景。 展开更多
关键词 光纤传感器 法布里-珀罗干涉计 萨格奈克干涉计 增强型游标效应 谐波游标效应 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
9
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
10
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
11
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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基于级联长周期光纤光栅的新颖温度传感器 被引量:14
12
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
13
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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分布式光纤温度传感器在交联聚乙烯绝缘地下电缆故障检测中的应用 被引量:22
14
作者 张晓虹 蒋雄伟 +2 位作者 王振华 谢恒堃 雷清泉 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 1999年第12期36-38,42,共4页
分布式光纤温度传感器(FODT sensor)用于地下电力电缆故障检测,可对阻性接地系统故障进行快速定位。最大可测距离为10km ,定位精度为1m 。
关键词 绝缘地下电缆 光纤温度传感器 故障检测 XLPE
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基于喇曼散射的分布式光纤温度传感器的温度修正 被引量:11
15
作者 汤玉泉 孙苗 +3 位作者 李俊 杨爽 Brian Culshaw 董凤忠 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期106-110,共5页
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... 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℃. 展开更多
关键词 光纤光学 分布式光纤温度传感器 喇曼散射 光纤损耗 温度修正
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蓝宝石光纤及其高温传感器 被引量:7
16
作者 庞拂飞 王之凤 +3 位作者 刘奂奂 马章微 陈振宜 王廷云 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期42-53,共12页
单晶蓝宝石光纤具有热稳定性好、机械性能强、化学性能稳定等优点,在高温、高压等恶劣环境中的应用受到广泛关注.介绍了单晶蓝宝石光纤的制备方法、基本特性及高温传输特性.重点讨论了目前基于单晶蓝宝石光纤制备的高温传感器件,包括法... 单晶蓝宝石光纤具有热稳定性好、机械性能强、化学性能稳定等优点,在高温、高压等恶劣环境中的应用受到广泛关注.介绍了单晶蓝宝石光纤的制备方法、基本特性及高温传输特性.重点讨论了目前基于单晶蓝宝石光纤制备的高温传感器件,包括法布里-珀罗干涉仪、布拉格光栅、以及迈克尔逊干涉仪,并分析了这些传感器的制备方法和工作原理.最后针对单晶蓝宝石光纤与传统单模光纤难兼容的问题,介绍了蓝宝石衍生光纤的制备及其传感器的最新进展,并展望了未来蓝宝石光纤的发展方向. 展开更多
关键词 蓝宝石光纤 光纤传感器 布拉格光栅 法布里-珀罗干涉仪 迈克尔逊干涉仪 蓝宝石衍生光纤
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30km分布光纤温度传感器的空间分辨率研究 被引量:21
17
作者 刘红林 张在宣 +2 位作者 余向东 吴孝彪 庄松林 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第11期1195-1198,1210,共5页
分布光纤温度传感器是一种比较新型的传感器系统,它可以实时测量空间温度场的分布。空间分辨率是分布光纤温度传感器的一个重要参数。在30km分布光纤温度传感器系统的研制过程中,对系统的空间分辨率进行了优化设计。入射激光脉冲的宽度... 分布光纤温度传感器是一种比较新型的传感器系统,它可以实时测量空间温度场的分布。空间分辨率是分布光纤温度传感器的一个重要参数。在30km分布光纤温度传感器系统的研制过程中,对系统的空间分辨率进行了优化设计。入射激光脉冲的宽度决定了系统空间分辨率的上限。光电接收系统和电系统的带宽也会影响系统的空间分辨率。电系统的带宽必须和激光脉冲的宽度相匹配。系统的空间分辨率既可以直接测量,也可以通过测量光纤末端菲涅尔反射的半宽度来间接测量。经过优化设计,在30km的系统中,空间分辨率达到了3m。 展开更多
关键词 光纤传感器 分布光纤温度传感器 背向拉曼散射 空间分辨率 光学时域反射
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一种新颖封装的耐高温光纤Bragg光栅温度传感器 被引量:11
18
作者 禹大宽 乔学光 +2 位作者 贾振安 孙安 王敏 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期232-234,共3页
分析了光纤Bragg光栅的传感原理,将光纤光栅置于细钢管通过一种耐高温胶粘结细钢管两端使光纤光栅在高温下不脱落,并通过细钢管上的中间螺纹给光纤光栅施加预应力,使光纤光栅在温度变化过程中一直保持张紧状态,保证传感器有很好的重复... 分析了光纤Bragg光栅的传感原理,将光纤光栅置于细钢管通过一种耐高温胶粘结细钢管两端使光纤光栅在高温下不脱落,并通过细钢管上的中间螺纹给光纤光栅施加预应力,使光纤光栅在温度变化过程中一直保持张紧状态,保证传感器有很好的重复性和良好的线性.实验结果表明该FBG光纤光栅温度传感器灵敏度为0.0252nm/℃,有良好的重复性和线性,温度测量范围达200℃以上,可应用在高温环境测量温度的变化. 展开更多
关键词 光纤BRAGG光栅 温度传感器 耐高温
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基于拉曼光谱散射的新型分布式光纤温度传感器及应用 被引量:43
19
作者 王剑锋 刘红林 +4 位作者 张淑琴 余向东 孙忠周 金尚忠 张在宣 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期865-871,共7页
介绍了分布式光纤拉曼温度传感器(DTS)的基本原理、发展趋势和工程应用研究状况,研究了分布式光纤拉曼温度传感器的关键技术,全面提升了DTS的性能。将拉曼放大技术应用于DTS系统,用拉曼增益部分抵偿光纤的传输损耗,使系统的传感长度达到... 介绍了分布式光纤拉曼温度传感器(DTS)的基本原理、发展趋势和工程应用研究状况,研究了分布式光纤拉曼温度传感器的关键技术,全面提升了DTS的性能。将拉曼放大技术应用于DTS系统,用拉曼增益部分抵偿光纤的传输损耗,使系统的传感长度达到50km;对脉冲激光器进行211位循环编码,在接收时采用相关运算解调,显著提高系统的信噪比,使测温不确定度达到1℃;采用双波长自校正技术提高了系统的空间分辨率,达到2m;在DTS系统中嵌入光开关,使测温通道成倍扩展,有效延伸了传感光纤的总长度,组成光纤传感网络。 展开更多
关键词 拉曼散射 分布式光纤拉曼温度传感器 拉曼放大 脉冲编码 双波长自校正
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一种耐高温光纤Bragg光栅温度传感器 被引量:18
20
作者 王宏亮 张晶 +1 位作者 乔学光 王瑜 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第6期964-966,共3页
分析了光纤Bragg光栅在高温段的线性特征,设计了一种高温光纤Bragg光栅的传感探头,并进行了理论和实验研究,结果表明:该传感器有很好的重复性和良好的线性特性。其灵敏度为0.0304nm/℃,是裸栅的3倍,可检测的温度范围为0~230℃,且具有... 分析了光纤Bragg光栅在高温段的线性特征,设计了一种高温光纤Bragg光栅的传感探头,并进行了理论和实验研究,结果表明:该传感器有很好的重复性和良好的线性特性。其灵敏度为0.0304nm/℃,是裸栅的3倍,可检测的温度范围为0~230℃,且具有很高的稳定性,经10次等精度测量,其灵敏度值的波动不超过0.06%。可应用于高温环境下测量温度的变化。 展开更多
关键词 光纤BRAGG光栅 温度传感器 耐高温 线性度
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