摘要：利用光纤布拉格光栅方程和光纤基模有效折射率随纤芯半径和环境折射率的函数关系,建立了微纳光纤布拉格光栅(MNFBG)反射波长随环境折射率变化的数学模型,给出了波长灵敏度函数,并指出MNFBG反射波长的变化规律决定于有效折射率随纤芯半径和环境折射率变化的关系.详细探究了有效折射率及其灵敏度的变化规律,结果表明:有效折射率随纤芯半径和环境折射率的减小而非线性减小,其对环境折射率变化的灵敏度随环境折射率的增大而非线性增加,而且随纤芯半径减小,有效折射率的灵敏度、线性度以及线性响应范围均呈递增规律.通过对纤芯半径为0.5μm的MNFBG在1.20—1.30和1.33—1.43环境折射率范围内的波长响应关系拟合,分别获得了477.33nm/RIU和856.30nm/RIU的波长灵敏度以及99.58%和99.7%的高线性度,论证了分析结论以及折射率区间划分测量方案的正确性,为MNFBG折射率传感器的设计、优化以及应用提供了参考依据.

摘要：设计并研制了耐高温、高压、防腐蚀、抗氧化和具有温度补偿功能的双光纤光栅（FBG）传感器。采用高温恒弹合金作为FBG的基底材料和耐高温、高强度的粘接胶,将压力传感FBG和温度传感FBG与基底材料封装为一体,组成温度和压力双FBG传感器。实验室标定表明,压力检测范围为0~20 MPa,温度检测范围为0~315℃;压力响应灵敏度为0.01 nm/MPa,光栅反射波长的最大调谐量为0.18 nm;温度响应灵敏度为0.02nm/℃,光栅反射波长的最大调谐量为6.60 nm。当光源带宽为40 nm时,可实现井下温度和压力的分布式传感。传感器多次用于某油田井下在线检测,结果表明,可满足高温高压油气井下服役的基本要求。

摘要：为满足光纤布拉格光栅(FBG)传感和波分复用(WDM)光纤通信系统对光源光谱平坦度与带宽的要求,利用调整优化结构参数和增益均衡滤波方法,对三级双泵浦结构掺铒光纤(EDF)放大自发辐射(ASE)光源输出光谱进了行平坦化处理。通过对三段EDF长度优化和两级正反向泵浦功率的调整,使得光源输出光谱覆盖C+L波段,消除了1 570nm附近的光谱凸起;并根据输出光谱特性设计了一种基于长周期光纤光栅(LPFG)的增益平坦滤波器(GFF),对输出光谱进行二次平坦处理,进一步消除了EDF峰值吸收波长1 532nm处的光谱凸起。在C+L波段内获得了0.76dBm的光谱平坦度,光谱3dB带宽达80nm以上。

摘要：基于可调谐光纤Fabry-Perot(TF F-P)滤波扫描传感光纤布拉格光栅(FBG)的反射峰的原理,针对多次实验结果,设计了构成光纤光栅信号解调稳定性所需的关键电路系统。实验结果表明,硬件优化后的解调系统与光谱仪和万用表测量的数据相比较达到了预期的目标。经过标定后的系统分辨率可达1 pm,动态测量范围可达50 nm。

摘要：设计了一种随钻电磁波电阻率测井仪的发射电路。在电磁波测井仪中,频率源是关键的部件,其性能的好坏直接影响着系统的整体性能。锁相式频率合成器以较高的频率精度、分辨率及频谱纯度得到广泛应用,但是当需要窄频率步进时,环路带宽需要降低,致使锁定时间变长,不能满足要求。而DDS(直接数字频率合成)的出现恰好可以弥补这一缺陷,利用高精度、低功耗的DDS芯片AD9850组成频率为2MHz和400kHz数字电路作为随钻测井仪发射源,使对相位和幅度的控制和调试更方便快捷,并设计出具体的电路,通过实验验证了此方案的可行性。

摘要：信号解调技术是实现光纤光栅传感网络的关键。文章主要介绍了光纤光栅传感的基本原理,总结了系统信号解调过程中存在的主要技术难点及其进展与研究,评述了几种较成熟的解调方法的工作机理、特点和性能,并分别给出了其典型的实验原理图,为光纤光栅解调技术的实际应用及其信号解调的设计提供了依据。

摘要：为了提高光纤光栅的温度和压力灵敏度系数以满足实用化对灵敏度精度的要求,对光纤光栅进行封装设计。得到封装后的光纤光栅温度和压力灵敏度系数分别为0.052nm/℃和0.8208nm/MPa,分别为裸光栅的5倍和273倍,且传感器的温度和压力响应与光栅反射波长成良好的线性关系。通过半个月的油气管线现场实验,测得光纤光栅温度压力传感器与油气管线的电类传感器的测量值符合得特别好,该温度和压力传感系统满足了温度和压力的实时测量。

摘要：提出并实现了基于DSP芯片控制的准分布式光纤Bragg光栅传感网络信息解调系统,着重介绍了基于可调谐光纤F-P滤波(TFFP)解调技术的工作原理,并给出了此解调系统硬件设计的详细接口图。该系统扫描频率在25～100Hz间可调,分辨率达2pm,动态测量范围达50nm。同时变频变幅的TFFP锯齿波扫描信号可以灵活地改变系统的扫描范围,进一步提高了系统的解调速度。

摘要：随着光纤光栅传感器的广泛应用,高温、高压、强电磁干扰等工业环境是光纤光栅传感器应用的一个重要方向。介绍了油气井下高温、高压等恶劣环境下使用的光纤光栅高温传感器、高压传感器。阐述了现有的一些典型的技术方案、传感器结构设计等。分析了其特性,并对其应用前景进行了展望。

摘要：电导法原油含水率测量是基于阵列电极传感器的一种测量方法,电极系的结构与参数对传感器性能有着重要影响。拟研究电极系传感器结构的优化设计方法,在建立传感器电场分布理论模型的基础上,利用ANSYS有限元软件仿真电极系传感器不同参数下的电场分布,分析电极环宽度、激励电极对间距、测量电极间距等参数对传感器性能的影响。依据仿真结果,确定传感器的优化参数,并对传感器进行了灵敏度的模拟测试,测试结果显示:传感器灵敏度仿真结果与实际测试结果一致性较好;在高含水(大于85%)的油水两相流含水率测试精度可达3%。测试结果验证了传感器理论和仿真分析方法的有效性,为优化设计传感器提供一种有效的方法。