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光纤传感半月谈(一)

2012-01-04 15:42
月城清浅
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  但在此文中,周少玲等并未详细介绍如何降低加速度响应的细节,在这方面,国防科大罗洪(拖曳线列阵用光纤水听器的研究,“ 应用声学, vol. 25, pp. 65-68, 2006.)曾有过报道,但最详细和系统的,莫过于O. H. Waagaard于2001年在JLT上的论文(”An Investigation of the Pressure-to-Acceleration Responsivity Ratio of Fiber-Optic Mandrel Hydrophones,“ Journal of Lightwave Technology, vol. 19, pp. 994-1003, 2001)。建议对水听器加速度响应研究和加速度计感兴趣的学者,不妨看看此文。

  同样对这种成对FBG原理的水听器感兴趣的还有国防科大,最近的论文(Y. Lu and Z. Meng, Methods of reducing TDM crosstalk in an inline FBG based Fabry-Perot sensor, vol. 8194: SPIE, 2011.)中分析了时分复用的串扰问题。这方面可参见(P. Nash,“High efficiency TDM/WDM architectures for seismic reservoir monitoring,”Proc. SPIE Vol.7503, 7503-276,2009)以及Optoplan公司的相关专利。

  哈尔滨工程大学的康崇报道了PGC算法在FP光纤水听器方面的应用(”F-P型同振式光纤矢量水听器相位产生载波解调算法,“ 光电子。激光, pp. 51-55, 2011.),系统结构如下图5所示。

图5

  在其它类型的光纤传感技术方面,天津理工大学杨秀峰提出了采用刻蚀方法的FBG温度传感器(”一种新型光纤光栅温度传感特性的实验研究,“ 中国激光, pp. 147-150, 2011.)。该光栅是利用不同浓度的氢氟酸溶液对光纤布拉格光栅进行选择性刻蚀得到的,刻蚀区域改变了光纤的局部有效折射率,引入附加相移从而形成两个谐振峰。实验研究结果表明该新型光栅具有不同的温度灵敏系数。

  电子8所的张承提出了一种基于强度调制的振动传感器,(”航空发动机用光纤叶片振动传感探头的研制,“ 中国电子科学研究院学报, pp. 217-220, 2011.),该类似结构曾有很多报道,作者首先将其应用到航空发动机领域(图6)。

图6

  中北大学魏林分析了三种高温传感头材料,阐述了材料的结构和性能(”高温光纤传感器传感头材料,“ 光电技术应用, pp. 56-60, 2011.)。

  此外,近期关于光纤传感在不同领域的应用也很多,如中石油刘建斌提出的铁路异物侵限监测系统(”基于光纤光栅传感的铁路异物侵限监测系统研究,“ 交通科技, pp. 126-128, 2011.)、辽宁工程技术大学付华提出的煤矿火灾监测系统(”光纤布拉格光栅传感技术在煤矿火灾监测中的应用,“ 传感技术学报, pp. 778-782, 2011.)、西安科技大学的陈伟提出的基于FBG的瓦斯监测系统(”基于光纤布拉格光栅传感技术的瓦斯监测系统设计,“ 煤矿安全, pp. 80-82, 2011.)、广州大学朱萍玉的土坝渗漏监测(”采用分布式光纤传感技术的土坝模型渗漏监测分析,“ 中国工程科学, pp. 82-85+96, 2011)、二炮张志利的阵地安全监测(”光纤光栅传感技术在阵地安全监测中的应用,“ 红外与激光工程, pp. 492-496, 2011.)等。这些系统大都处于方案论证阶段,有的进行了模型实验,但没有现场实施的报道。

  而大连理工大学朱彤等人的“圆沉箱靠船墩结构健康监测”则进行了现场实施(”基于光纤光栅传感技术的圆沉箱靠船墩结构健康监测,“ 水运工程, pp. 156-162, 2011)。该项目以大连港鲶鱼湾港区某30 万吨级原油泊位8#靠船墩为工程背景。在沉箱的不同位置成功安装了FBG 传感器,并在工程正常运营后传感器存活率较高、性能保持完好。论文中采用仿真和实测分别给出了沉箱结构的前5阶频率(图7)。

图7

(作者:张文涛)

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