摘要：我国大型基础设施的建设规模已多年位居世界之首,分布式光纤传感技术(DOFS)作为大型基础设施健康状态实时监测最有潜力的技术,近年来得到了迅速发展。针对DOFS在技术和应用的突破上面临的挑战,在介绍DOFS各技术基本工作原理、发展历史、现状以及典型应用原理和方案等的基础上,对其工作新机理、系统设计方案、研究发展方向等进行了阐述和讨论。

摘要：首先介绍了怀特(White)池的基本结构,分析了怀特池系统中光束反射次数对实际气体检测的影响。在此基础上,利用光纤准直器的光束耦合特性,设计了一种光纤耦合结构的长光程气体吸收池传感器,在20cm基本尺寸上实现了12m的吸收光程,在特定的温度范围内系统的光耦合效率稳定在55%以上,应用于有害气体的远程在线监测。

摘要：分析了分布反馈光纤激光器的声波敏感机理,发现阻断"弦"结构对声振动的传递和响应是隔声隔振封装工艺的关键.根据分析设计了一种主体为弧形中性轴线槽的封装结构,分布反馈光纤激光器有源相移光栅在一定预拉力下粘结固定在封装结构的槽中,光栅各点均贴附在弧形平面上.实验结果表明,这种结构有效消除了声致弯曲等效应的影响,使激光器窄线宽特性在外界声波和振动冲击下能够得到良好保持.同时,实现了激光波长大范围的温度调谐,波长温度调谐系数由10 pm/℃提高到30 pm/℃以上,且激光器输出性能稳定.

摘要：设计了一种新型的矿用光纤光栅风速传感器,利用差压原理实现风速转化,由波纹管、等强度悬臂梁和双光纤光栅组成差分敏感机构,并通过算法进一步进行温度补偿,有效克服了温度交叉敏感问题,提高了应变测量的灵敏度。文中推导了光纤光栅中心波长变化量与风速的关系,同时对敏感机构进行了水压模拟试验,得到传感器敏感机构的灵敏度为0.703 pm/Pa,与理论值具有很好的吻合度;对风速传感器样机进行风洞试验测试,结果表明风速在0.2~20 m/s的情况下,传感器测量误差可基本控制在±0.3 m/s以内,并具有良好的线性关系。

摘要：可调谐二极管激光吸收光谱技术是利用二极管激光器的波长调谐特性,获得被选定的待测气体特征吸收谱线的吸收光谱,从而对待测气体进行定性或定量分析技术,与多次反射池相结合,利用谐波检测技术对所提取的微弱信号进行处理,设计了一套远距离在线测量乙炔气体监测系统,经过系统实验,能准确、快速地完成乙炔气体浓度的监测。

摘要：为了实现风力发电场多点、远程风速检测,便于测量和风场风速物联网的构建,采用风杯来调制光纤布喇格光栅的方式,设计了一种全光纤风速传感器,通过光纤光栅波长的变化频率可以求出对应风速值,并对传感器设计结构进行了说明,介绍了传感器的制作封装工艺以及相关的设备和实验数据。结果表明,传感器运行稳定可靠,测量误差不超过0.16m/s,适合于风电场的多点大容量风速监测,对风力发电实际应用具有重大意义。

摘要：采用光纤Bragg光栅设计了一种用于大坝边坡监测的测斜传感器,实现了大坝边坡的实时远程在线监测功能。对光纤测斜仪传感原理、传感器机械结构、传感单元的安装等技术细节进行了深入详细描述,传感器角度测量精度达到0.15°,系统波分复用传感器数量达到20只。该技术在多家尾矿库大坝安全监测中得到应用。

摘要：在光敏性掺铒光纤上制作了45mm长非对称相移结构光纤光栅,构成前后向功率输出比大于100∶1的分布反馈光纤激光器.利用一定长度的掺铒光纤吸收有源相移光栅后的剩余泵浦光,实现了对前向输出激光信号的放大,并采用OptiSystem软件模拟了掺铒光纤长度与增益的关系.为了保持输出激光的窄线宽和低噪音特性,利用布喇格波长与激光相同的光纤光栅和光纤环行器构成光窄带滤波器,对放大后激光信号的ASE噪音进行滤除.研究表明:所设计的激光器结构充分利用了泵浦光,在300mW的(980nm)泵浦功率下获得了功率为32.5mW,线宽为11.5kHz,相对强度噪音为-87dB/Hz的激光输出.

摘要：利用扫描曝光法,通过控制曝光前施加在光纤上的拉力,经过多次不同拉力状态下的光刻技术,实现了多波长光纤Bragg光栅(FBG)的制作。实验发现,多重曝光的子FBG位置和叠加程度对子FBG的谱形有很大的影响,只有当各层子FBG长度、位置完全重叠时,各波长光谱才不会受到短波振荡的影响;对载H增敏光纤,第n+1层子FBG的刻写,总会使前面n层子FBG的波长变大,反射率变强;而对掺Ge光敏光纤,多重曝光只将先制作的子FBG波长变大,而所有子FBG反射率都会变弱。通过合理设计曝光量,在载H单模光纤上制作了阻带谱形一致的四波长FBG。经实验测试,子FBG波长具有相同的温度系数和应变系数。

摘要：针对煤矿井下管道运行情况监测采用人工巡查法存在的耗费人力、物力及突发状况下难以发现泄漏点的问题,基于光纤传感技术及负压波信号检测与定位原理设计了一种煤矿管道泄漏监测系统,给出了系统结构,介绍了光纤压力传感器增敏结构、负压波下降沿信号精确获取技术等系统关键技术,并对系统进行了长期运行试验和可靠性试验。试验结果表明,该系统运行稳定、可靠,能有效识别阀门开闭、泵启停等正常工况变化,并能对突发的管道泄漏进行定位,定位误差小于1%。