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光纤传感半月谈(18) 精选

已有 5844 次阅读 2016-2-8 20:54 |个人分类:综述|系统分类:科研笔记


今天介绍2015517-19日在北京召开的2015 InternationalConference on Optical Instruments and Technology”。此会议有一个分会场“Optical Sensors and Applications”,分会主席为南京大学Xuping Zhang教授等人。此次会议该分会共发表40余篇论文,SPIE论文集卷号9620,现选择部分论文大致分类介绍如下。

干涉式光纤传感器

清华大学的Fei Liu等报道了一种基于TDMWDM的干涉式检波器外场实验(Proc. of SPIE Vol.9620, 96200X,图1)。虽然文中提到外场实验中检波器的一致性并不是很好,但从实验室研究到工程化的外场实验从来就是一条艰辛之路。我们应该向这些在荆棘之路上开拓前行的勇者致敬。


1  采用WDMTDM的干涉式检波器系统

清华大学的Xiaofei Wang等报道了采用双保偏FBG代替传统迈克尔逊干涉仪中法拉第旋转镜形成光纤干涉仪来制作加速度计的方案(Proc. of SPIE Vol. 9620, 96200Q),其传感器设计与以前的报道基本类似(图2),灵敏度可达40 dB re rad/g


2  干涉式光纤加速度计

哈尔滨工程大学的Feng Peng等报道了对PGC算法的改进(Proc. of SPIE Vol.9620, 96200S)。系统的相位分辨率在2.0×10-6 rad/Hz@1kHz

FBG传感器

天津大学的Pan Yuheng等报道了采用FBG传感器感测混凝土中钢筋在盐水中腐蚀的研究(Proc. of SPIE Vol. 9620, 962012,图3)。这目前还是一项实验室结果,传感器的重复性和工程化工艺还有待研究。


3  天津大学报道的FBG腐蚀传感器

大连理工大学的Peng Li等也报道了一种FBG腐蚀传感器(图4),也是利用钢材腐蚀时引起的FBG应力变化(Proc. of SPIE Vol.9620, 962018)。


4  大连理工大学报道的FBG腐蚀传感器

光纤FP传感器

清华大学的Le Yu等报道了采用白光EFPI的压力传感器(Proc. of SPIE Vol.9620, 96200X),从传感器结构上看,与早先FISO公司的压力传感器并未本质区别,在FP传感器的一侧有一FBG用于温度补偿。测试结果表现出了良好的线性度。对于这类传感器,重复性也是一个重要的指标。

大连理工大学的Ke Chen报道了一种与上面类似的结构(Proc. of SPIE Vol.9620, 96200R,图5),更进一步地将DTS复合到系统中。


5  FBGFP复合传感器

国防科技大学的Ji Xia等报道了采用磁流体填充FP腔形成的电流传感器(Proc. of SPIE Vol.9620, 96200H),电流引起的磁场改变磁流体的折射率从而实现电流测量(图6)。


6  国防科技大学报道的光纤磁场传感器

特种光纤结构

浙江大学的Yanhong Liang等报道了采用在FBG一侧进行光纤拉锥和聚乙烯醇涂覆的湿度传感器(Proc. of SPIE Vol. 9620, 962007,图7)。在相对湿度30-90%的范围内灵敏度可达1.2 dB/%RH(图8)。

7  光纤湿度传感器照片


8  光纤湿度传感器测试结果

浙江大学的Shengnan Wu等报道了采用边孔光纤制作的折射率传感器(Proc. of SPIE Vol. 9620, 962005,图9-10),并且实验验证了其温度灵敏度与腔长相关但很低(1.95 pm/@56μm)。 


9  光纤折射率传感器的制作过程


10  光纤折射率传感器的显微照片

浙江大学的Guofeng Yan等报道了采用刻蚀的细芯径光纤做成模式干射的光纤干涉仪,填充磁流体形成磁场传感器的方案(Proc. of SPIE Vol. 9620, 96200I),在SMF上的FBG用于温度补偿(图11)。


11  浙江大学报道的光纤磁场传感器

燕山大学的Xinghu Fu等报道了采用在线M-Z干涉仪的温度传感器(Proc. of SPIE Vol.9620, 962006),灵敏度达到62.89pm/。传感器采用在单模光纤中熔接并化学腐蚀一段三包层的石英光纤制作(图12)。


12  燕山大学报道的温度传感器

分布式光纤传感器

天津大学的Chunyu Ma等报道了双波长M-Z干涉式振动传感器系统的定位算法(Proc. of SPIE Vol.9620, 962010,图13)。


13  双波长M-Z干涉式振动传感器

南京大学的Lan Xia等分析了采用弱反射FBGΦ-OTDR系统的性能极限,综合了FBG反射率、瑞利散射、空间分辨率、动态范围等多个因素(Proc. of SPIE Vol. 9620, 962003)。此外还有:

Pan, L., et al. (2015). Calibration auto-correction method in Ramandistributed temperature sensing system using fiber coil configuration. Proc. of SPIE Vol.9620, 962011);

Pan, Y., et al. (2015). Development of a distributed polarization-OTDR tomeasure two vibrations with the same frequency. Proc. of SPIE Vol. 9620, 962002)。 

生化类光纤传感器

Jiang, M., et al. (2015). Ammonia sensor based on QEPAS with HC-PBF asreference cell.Proc. of SPIE Vol. 9620, 96200F);

Lv, X., et al. (2015). Biochemical sensing application based on opticalfiber evanescent wave sensor. Proc. of SPIE Vol. 9620, 96200T)。

其他方面

深圳大学的Wenyuan Wang等在20-1000摄氏度的范围内测量了光纤的热光系数,发现其并非常数(Proc. of SPIE Vol. 9620, 96200Y)。

中国计量大学的ZHANG Liangyue等报道了用于非均匀FBG应变传感器解调的基因算法(Proc. of SPIE Vol.9620, 96200Z)。

北京北京航天器环境工程研究所ZHANG Jingchuan等报道了采用OTDR进行光纤密封接头的密封性和插损测量的方法(Proc. of SPIE Vol. 9620, 96200D)。

天津大学的Cheng Chen等报道了复合光纤传感网络的空间资源优化和自愈合技术(Proc. of SPIE Vol. 9620, 96200N)。

南京大学的Shi-han Tang报道了optical microfiber用于非线性应变传感的仿真结果(Proc. of SPIE Vol.9620, 962008)。

长江大学的Li, Q等报道了采用注入激光的光纤温度传感器(Proc. of SPIE Vol. 9620, 962004)。

 




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