光纤传感器

时间:2024-03-06 21:39:51编辑:奇事君

光纤传感?

光纤传感
1 光纤传感

本方向研究领域主要涉及连续分布式光纤传感技术研究,已在布里渊分布式光纤传感、偏振光时域反射光纤传感和基于瑞利散射的相干光时域反射技术等具体方向取得重要进展,并成功地将布里渊光时域反射技术应用于海底光缆故障定位和高铁声屏障健康监测。

1.1 布里渊分布式光纤传感技术研究

主要研究基于自发布里渊散射的布里渊光时域反射(BOTDR)与基于受激布里渊散射的布里渊光时域分析(BOTDA)光纤传感技术,用于温度和应变等参量的连续分布式测量。

1.1.1 多波长BOTDR和零差BOTDR技术研究

使用多波长探测光,可在避免非线性效应的前提下提高系统的信噪比,亦可比单波长测量获得较高的测量效率。使用零差BOTDR技术,是利用LEAF、SMF28e+等光纤中多个布里渊散射的互拍信号,无需参考信号和布里渊散射谱扫描,即可获得温度和应变的双参量连续分布式测量。





多波长外差BOTDR系统结构图

C. Li, Y. Lu, X. Zhang and F. Wang, Electronics Letters, 48(18):1139-1141, 2012

Fig3(b)Fig4(b)

基于零差BOTDR的温度和应变同时测量

Y. Lu, et. al, IEEE Photonics Technology Letters, 25(11): 1050-1053, 2013

此外,我们在还开展了电光调制器的消光比对BOTDR系统信噪比影响的研究(Y. Lu, et.al, Optics Communications, 297:48-54, 2013),提出了解决BOTDR系统空间分辨率与频率测量精度这对矛盾的布里渊散射信号处理方法(Y. Yao, Y. Lu, et.al, IEEE Photonics Technology Letters, 24(15):1337-1339, 2012),成功利用BOTDR技术实现缆内光纤残余热应变的高分辨率测量(Y. Lu, et.al, Optics and Lasers in Engineering, 49(9-10):1111-1119, 2011),提出了基于Hadamard序列的脉冲编码BOTDR技术(Y. Lu, et.al, The 9th


光纤传感器有哪两种类型

光纤传感器可分两大类:一类是非功能性(传光型)传感器;另一类是功能型(传感型)传感器压力开关。
非功能型传感器是利用其它敏感元件感受被测量的变化,光纤仅作为信息的传输介质,常采用单模光纤。光纤在其中仅起导光作用,光照在光纤型敏感元件上被测量调制。
优点:无需特殊光纤及其他特殊技术,比较容易实现,成本低。缺点:灵敏度较低。实用化的大都是非功能型的光纤传感器压力传感器
功能型传感器是利用光纤本身的特性把光纤作为敏感元件,被测量对光纤内传输的光进行调制,使传输的光的强度、相位、频率或偏振态等特性发生变化,现通过被调制走的传导进行解调,从而得出被测信号。光纤在其中不仅是导光媒质,而且也是敏感元件,光在光纤内被测量调制,多采用多模光纤液位传感器。
优点:结构紧凑,灵敏度度。缺点:须用特殊光纤,成本高。典型例子:光纤陀螺、光纤水听器等。【摘要】
光纤传感器有哪两种类型【提问】
光纤传感器可分两大类:一类是非功能性(传光型)传感器;另一类是功能型(传感型)传感器压力开关。
非功能型传感器是利用其它敏感元件感受被测量的变化,光纤仅作为信息的传输介质,常采用单模光纤。光纤在其中仅起导光作用,光照在光纤型敏感元件上被测量调制。
优点:无需特殊光纤及其他特殊技术,比较容易实现,成本低。缺点:灵敏度较低。实用化的大都是非功能型的光纤传感器压力传感器
功能型传感器是利用光纤本身的特性把光纤作为敏感元件,被测量对光纤内传输的光进行调制,使传输的光的强度、相位、频率或偏振态等特性发生变化,现通过被调制走的传导进行解调,从而得出被测信号。光纤在其中不仅是导光媒质,而且也是敏感元件,光在光纤内被测量调制,多采用多模光纤液位传感器。
优点:结构紧凑,灵敏度度。缺点:须用特殊光纤,成本高。典型例子:光纤陀螺、光纤水听器等。【回答】
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与光纤传感器有联系的设备

百度知道与光纤传感器有联系的设备:干涉型、谐振型和布里渊型,这是三代光纤陀螺的代表。第一代干涉型光纤陀螺,21世纪初期,该项技术就已经成熟,适合进行批量生产和商品化。第二代谐振型光纤陀螺,暂时还处于实验室研究向实用化推进的发展阶段。第三代布里渊型,它还处于理论研究阶段。光纤陀螺结构根据所采用的光学元件有3种实现方法:小型分立元件系统、全光纤系统和集成光学元件系统。21世纪初期,分立光学元件技术已经基本退出,全光纤系统用在开环低精度、低成本的光纤陀螺中,集成光学器件陀螺由于其工艺简单、总体重复性好、成本低,所以在高精度光纤陀螺很受欢迎,是其主要实现方法。(2)光纤光栅传感器目前国内外光纤传感器领域的研究热点之一光纤布拉格光栅传感器。传统光纤传感器基本上可分为2种类型:光强型和干涉型。光强型传感器的缺点在于光源不稳定,而且光纤损耗和探测器容易老化。干涉型传感器由于要求两路干涉光的光强同等,所以需要固定参考点而导致应用不方便。21世纪初期开发的以光纤布拉格光栅为主的光纤光栅传感器可以避免出现上面两种情况,其传感信号为波长调制、复用能力强。在建筑健康检测、冲击检测、形状控制和振动阻尼检测等应用中,光纤光栅传感器是最理想的灵敏元件。光纤光栅传感器在地球动力学、航天器、电力工业和化学传感中有广泛的应用。(3)光纤电流传感器电力工业的迅猛发展带动电力传输系统容量不断增加,运行电压等级也越来越高,电流也越来越大,这样测量起来就非常困难,这就显现出光纤电流传感器的优点了。在电力系统中,传统的用来测量电流的传感器是以电磁感应为基础,存在以下缺点:它容易爆炸以至引起灾难性事故;大故障电流会造成铁芯磁饱和;铁芯发生共振效应;频率响应慢;测量精度低;信号易受干扰;体积重量大、价格昂贵等等,已经很难满足新一代数字电力网的发展需要。这个时候光纤电流传感器应运而生,并且被广泛使用。(4)光纤水听器光纤水听器主要用来测量水下声信号,它通过高灵敏度的光纤相干检测,将水声信号转换为光信号,并通过光纤传至信号处理系统进行识别。与传统水听器相比,光纤水听器具有灵敏度高、响应带宽宽、不受电磁干扰等特点,广泛用在军事和石油勘探、环境检测等领域,具有很大的发展潜力。


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