光纤光栅传感器阵列在空间温度场测量中的应用

发布时间：2022-01-27 02:45

　　提出了一种基于光纤光栅（FBG）的温度传感测量系统,其可应用于空间温度场的分析与研究。该系统主要由FBG阵列、光纤解调仪和上位机组成,可以在复杂的环境下进行实时多点测温,实现对环境中的温度场进行监控与温度记录。经实验验证,该测量系统准确的实现了对空间中各点温度的实时测量。该系统具有空间分辨率高,响应速度快,抗电磁辐射等特点,为空间温度场研究及特殊工况下的温度场监测提供了有力手段。 

【文章来源】：激光与红外. 2020,50(06)北大核心CSCD

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

系统设计框图

本系统使用的是普通的单模石英光纤,FBG由紫外激光刻写。图2是在金属基底表面粘贴FBG温度传感器的封装方案,其基底材料选用热膨胀系数较大的铝材料,裸FBG两端用DP420环氧胶固定在基底材料上,基底的栅区处留有凹槽。在点涂环氧胶的时候,光纤应处于自然伸展弯曲状态。这样封装,一方面可以增加传感器的灵敏度,当温度变化时,通过基底材料的热膨胀可以增大FBG的纵向应变,从而增大FBG的感温灵敏度。另一方面可以保护传感器的栅区,避免外力的损害。3.3 传感器阵列设计

各传感器之间的间隔为2 cm,测温过程中,将传感器阵列固定在铁架上。这样的阵列排布方式能防止FBG传感器之间的相互影响,能使传感器与空气充分接触,同时能够提高空间测量的分辨率。3.4 FBG传感信号解调技术

【参考文献】：
期刊论文
[1]宽带FBG与自相关算法提高CCD解调精度的研究[J]. 魏钰柏,刘锋,刘佳,祝连庆.  激光与红外. 2018(01)
[2]FBG光纤光栅的原理和应用[J]. 姜志刚.  中国水运(下半月). 2008(05)
[3]工业炉温度场声学测量系统[J]. 张维君,李树良.  微计算机应用. 2004(03)

博士论文
[1]基于红外热成像的温度场测量关键技术研究[D]. 王华伟.中国科学院研究生院（西安光学精密机械研究所） 2013
[2]气体介质温度场声学测量方法与技术研究[D]. 王明吉.东北石油大学 2012

硕士论文
[1]校园公共建筑节能设计及室内温度场仿真模拟[D]. 周佐喜.广东工业大学 2013
[2]基于光纤光栅传感器的分布式温度监测系统研究[D]. 马尚荣.北京交通大学 2012



本文编号：3611604