為了能夠切實有效的對于油侵式變壓器運行過程中的溫度得到準確的測量,本文設計了繞組電磁線內置光纖光柵傳感器,該變壓器所呈現出的運行安全性得到了切實有效的保障.由于內置光纖光柵傳感器本身對于變壓器的絕緣性能沒有造成任何影響,并且其中所呈現出的溫度傳感性能也極為優秀,這對于變壓器內部溫度場變化的研究工作來說,起到了至關重要的作用.本篇文章主要針對內置光纖光柵油侵式變壓器的研制進行了全面詳細的探討,以期為我國變壓器的應用安全提升作出貢獻.

第37卷，增刊紅外與激光工程2008年4月 vol.37supplementinfraredandlaserengineeringapr.2008 收稿日期：2008-03-20 基金項目：國家自然科學基金（50775180），西安理工大學特色研究計劃（102-210614） 作者簡介：魏穎(1981-)，女，河北蠡縣人，碩士，主要研究方向為光電測量技術。email:weiying0312@126.com 導師簡介：焦明星(1962-)，男，陜西高陵人，博士，教授，博士生導師、主要研究方向為激光傳感與測量技術方面。email:jiaomx@xaut.edu.cn 保偏光纖bragg光柵傳感特性的實驗研究 魏穎，焦明星

光纖Bragg光柵傳感原理及增敏技術

對光纖bragg光柵(fbg)溫度傳感在77k-150k和300k-500k之間進行了測試,得出溫度與波長的相關關系,并討論了常溫與低溫情況下的溫度與波長關系不一致的原因.77k-150k情況下,溫度與波長的非線性關系主要是由電偶極子所致有效折射率變化造成的;而300k-500k情況下,溫度與波長近乎線性的關系主要是由此溫度范圍內有效折射率恒定和石英光纖光柵的線膨脹系數所至。得到的理論公式與實驗結果符合。

當環境相對濕度發生變化時,濕敏材料的某些物理特性也會隨之發生變化,將濕敏材料涂覆在光纖光柵上,光柵的波長變化能直觀反映濕度的變化?；诖?文章設計了一種光纖bragg光柵的濕度傳感器,首先分析了該傳感器的傳感原理,接著制作了濕敏材料的傳感器,最后進行了實驗測試,結果表明:文章所制作的光纖bragg光柵濕度傳感器的穩定性較好。

當環境相對濕度發生變化時,濕敏材料的某些物理特性也會隨之發生變化,將濕敏材料涂覆在光纖光柵上,光柵的波長變化能直觀反映濕度的變化?；诖?文章設計了一種光纖bragg光柵的濕度傳感器,首先分析了該傳感器的傳感原理,接著制作了濕敏材料的傳感器,最后進行了實驗測試,結果表明：文章所制作的光纖bragg光柵濕度傳感器的穩定性較好。

光纖傳感測溫系統

設計了一種對外加應力應變不敏感的光纖光柵溫度傳感器,通過雙層結構消除外加應力應變對bragg波長的偏移值影響。建立了光纖光柵溫度傳感器模型中溫度變化量與bragg波長的偏移值的對應關系。采用水浴法進行測溫實驗,根據實驗數據得到光纖bragg光柵溫度傳感器的各項靜態性能指標。

研制了一種雙套管式光纖bragg光柵溫度傳感器,以實現無外力作用的溫度測量。其中外套管隔離外加應力應變,在內套管內松弛地放置光柵以隔離封裝結構的表觀熱應變。引入引出尾纖穿過帶孔螺栓,以探測多個串聯光柵。為了避免光柵處于張拉狀態,封裝在外套管1、外套管2和內套管中的光纖余長應分別大于1.4mm,1.8mm和0.4mm。試驗結果表明,該光柵傳感器的溫度響應靈敏度為9.671×10-3nm/℃,溫度測量分辨率為0.1℃。當水溫從20℃躍變到70℃時,該傳感器的溫度響應時間分別為t0.5=15±2s和t0.9=52±4s。當水溫從70℃躍變到20℃時,該傳感器的溫度響應時間分別為t0.5=26±9s和t0.9=63±8s。

　第25卷第3期　　　　　　　　　　　　　　應　用　激　光　　　　　　　　　　　　　　　vol.25,no.3 　2005年6月　　　　　　　　　　　　　　　　appliedlaser　　　　　　　　　　　　　　　june2005 f-p光纖傳感器及光纖bragg光柵傳感器 應用于光纖智能夾層的研究 3 蘆吉云　梁大開　李東升　潘曉文 (南京航空航天大學航空科技智能材料與結構重點實驗室,　南京210016) 　　提要　本文對嵌入f-p光纖傳感器和bragg光柵光纖傳感器的光纖智能夾層進行了研究,實現了對應變的測量。通過 對光纖智能夾層的理論分析和試驗研究,分析了應變對傳感系數的影響,研究了f-p光纖傳感器檢測的應變與所受的載荷 及bragg光柵傳感器波長變化量與應變之間的關系。

技 術 創 新 中文核心期刊《微計算機信息》（測控自動化）２００６年第２２卷第４－１期 ３６０元／年郵局訂閱號：８２－９４６《現場總線技術應用２００例》 傳感器與儀器儀表 光纖ｂｒａｇｇ光柵傳感網絡實時監測與應變分析 ｒｅａｌ－ｔｉｍｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍｏｆｆｉｂｅｒｂａｇｇｇｒａｔｉｎｇｓｅｎｓｉｎｇｎｅｔｓａｎｄａｎａｌｙｚｉｎｇｏｆｖａｒｉａ－ ｔｉｏｎｏｆｓｔｒａｉｎ （１．昆明理工大學；２．云南航天質量無損檢測站）劉建平１趙永貴２孫宇２邱海濤１龍昊波１李川１ ｌｉｕ，ｊｉａｎｐｉｎｇｚｈａｏ，ｙｏｎｇｇｕｉｓｕｎ，ｙｕｑｉｕ，ｈａｉｔａｏｌｏｎｇ，ｈａｏｂｏｌｉ，ｃｈｕａｎ 摘要：作為一種絕對式傳感器，波長調制式光纖ｂｒａｇｇ光柵傳感器對應變的響應為０．９ｐｍ／

在闡述光纖bragg光柵(fbg)傳感技術的工作原理和優點的基礎上,以昆明白泥井3#隧道為實例,提出fbg傳感器在隧道內的鋪設方案及溫度補償技術。經過對隧道斷面的24h連續監測,討論隧道內最大溫差對bragg反射中心波長變化的影響,并對隧道每一監測斷面上溫度傳感系統所取得的bragg波長值進行可靠性的估計,驗證fbg監測系統的可靠性。對隧道進行8個月的定期監測,并對隧道斷面的應變變化情況進行分析,分析結果表明:干濕季節交替是導致測點應變波動的重要因素,而雨季是致使測點應變變化增大的主要原因。目前隧道二次襯砌結構穩定;同時,研究結果表明,fbg可準確地測出隧道的應變分布,將其應用于隧道變形監測中是可行和有效的。

溫度監測是預防電力電纜大量使用引發事故的常規方法,通過對國內外4種常用電力電纜測溫技術的分析,認為光纖光柵溫度傳感技術抗電磁干擾能力強,布置靈活,可實現多目標溫度的快速準確測量;闡述了光纖光柵傳感器的測溫原理;實際應用表明,利用光纖光柵傳感器監測電力電纜溫度安全可靠、精度高、監測距離遠。

第25卷第5期 2003年5月 武漢理工大學學報 journalofwuhanuniversityoftechnology vol.25no.5 may2003 文章編號:16714431(2003)05000703 新型光纖bragg光柵振動傳感技術* 梁磊周雪芳信思金趙申陳大雄 (武漢理工大學) 摘要:介紹了振動測試技術的發展現狀,針對存在的問題,結合光纖bragg光柵傳感系統的優點,提出了一種新型的 光纖bragg光柵振動傳感系統,并進行了相關的實驗研究。 關鍵詞:光纖;bragg光柵;振動傳感器 中圖分類號:tp212.14文獻標識碼:a 收稿日期:20030125. 作者簡介:梁磊(1963),男,副教授;武漢,武漢理工

提出了一種基于光纖bragg光柵的溫度傳感器,闡述了光纖bragg光柵的溫度傳感機理,用2個相同的光纖bragg光柵構成折疊式mach-zehnder(m-z)干涉儀,其中一個光柵作為參考臂,另一個作為傳感臂:采用外差探測技術來測量外界的溫度物理量。當溫度發生變化,bragg光柵的波長也隨之改變。外差探測用來探測傳感臂和參考臂由于溫度變化引起的輸出信號的頻率差異。對其動態測量范圍和靈敏度也進行了分析。

通過對三種光纖bragg光柵傳感器的實驗研究，得出實驗數據并進行分析，表明光纖光柵傳感器用于油庫狀態參數監測是可行的。該文介紹了分布式監測技術領域的一種新型技術——光纖bragg光柵監測網絡技術，指出了其相對傳統技術所具有的獨特優越性。最后，提出了一種基于光纖bragg光柵傳感技術的油庫監測網絡。

油氣井溫度數據在地質資料解釋和油氣井監測方面作用明顯。但傳統的井溫測量儀器在井溫測量時存在靈敏度不夠高、不能在極限環境使用等缺點。光纖bragg光柵溫度傳感器作為新一代溫度測量技術的代表,具有體積小、質量輕、抗輻射等傳統測量儀器無法比擬的優勢,本文對其傳感原理、傳感器結構、應用等方面做了闡述。

直接監測電力設備內部元件所受應力可以直觀反映電力設備的運行狀態,傳統的監測手段不能直接深入電力設備內部進行檢測.研制了一種帶溫度補償的光纖bragg光柵應變傳感器,可以對電力設備內部元件所受應力和溫度進行檢測.研制的應變傳感器選取了35kv干式空心電抗器作為實驗對象,監測了一次干式電抗器固化過程中包封所受應力和溫度的變化趨勢.將為變電站內高壓電力設備的實時監控提供理論和實踐依據.

為避免外加應力應變對溫度傳感器光柵的影響,提出了一種利用雙鋼管套裝來隔離外加應力應變的方法。傳感器兩端留有尾纖,可實現多個傳感器波分復用。為了防止因溫度和外加應力應變所導致的套管形變而產生光纖拉伸,封裝在兩個鋼管中的預留光纖長度應大于0.69mm。實驗結果表明,溫度在0℃~80℃之間變化時,靈敏度達到10pm/℃,線性度較好,可實現對環境溫度的高精度連續監測。

為了實現對海水溫度監測,設計了一套浮標式光纖布喇格光柵遠程測量系統。該系統結合了fbg傳感技術和labview技術,以pc機、無線數傳模塊、工控機、解調儀等為主要硬件搭建。實現了傳感器的數據采集、處理、傳輸、顯示、存儲及浮標定位等功能。通過海試證實了系統的可行性及可靠性,同時該系統在實際應用中體現了便捷,快速的優勢。

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本文概述了光纖bragg光柵傳感器(fbg)的組成、原理、類型及特點,介紹了目前光纖bragg光柵傳感器在國外橋梁工程中的研究及應用情況以及國內應用實例,并分析了現有應用的不足之處,指出了光纖bragg光柵傳感器在橋梁結構健康監測應用中的發展方向。