基于超弱光纤光栅的LAMOST内部温度监测方法

发布时间：2024-03-08 04:59

　　针对大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜(LAMOST)观测过程中内部空间温度场扰动的问题,提出了一种基于超弱光纤光栅的空间温度监测方法。理论分析了单涂层超弱光纤光栅传感器的感温原理,设计了一种免应力的超弱光纤光栅感温光缆,对光缆的温度特性进行标定,灵敏度约为10.8 pm/℃,在-20～50℃范围内线性度优于0.999 7。将23个间距1 m的铠装光栅光缆沿LAMOST的M_B反射镜及廊道布设,实时监测内部温度的变化,监测结果反映了M_B反射镜前温度梯度的变化过程,以及观测行为及外部环境对镜筒温度分布的影响,为分析大型光学望远镜内部的温度场提供了参考。

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【部分图文】：

图1感温光缆结构示意

为了消除封装时应力的影响，采用直径1.7mm的304不锈钢管对光栅阵列进行封装，其结构如图1所示，将光纤与多股凯夫拉纤维并带，通过机器卷边、拉伸、焊接成型后，将并带的纤维包覆在金属管中，再加捻8股软钢丝，形成金属感温光缆。该结构利用凯夫拉纤维蓬松的特性，降低光纤与金属管之间的摩....

图2超弱光栅水浴标定曲线

为了标定传感光缆中各传感点的温敏系数以及线性度，将一根含55个间隔1m超弱光栅的感温光缆盘绕为直径约1m的大圈，放入大型水浴池中进行标定。逐渐改变水浴温度从20℃到50℃变化，随机取5#,10#,15#,20#光栅点的数据拟合如图2所示。图中，光栅对应的中心波长分别为1548....

图3超弱光栅低温标定曲线

图2超弱光栅水浴标定曲线3现场试验

图4传感器现场布设示意

感温光缆布设如图4所示，传感器的编号从小到大依次排列，光栅的波长按1542,1548,1548nm周期重复，间距1m，屏蔽无效的传感器点后保留23个传感点，在光阑1的下方直接通过线孔引入旁边的机房。其中，MB的六边形反射镜边缘方向布设1#～4#传感器，MB高程方向布设5....

本文编号：3922044