基于布里渊散射效应的分布式光纤测温系统研究
发布时间：2021-07-22 04:30
温度测量涉及国民经济社会的诸多方面,意义重大。随着发展,对温度测量的要求不断提高。传统的电子传感器由于固有的点式测量和电学设计特征,导致其不可避免地存在测量有盲区和易受电磁干扰等缺点,严重限制了温度测量技术的发展。近年来光纤传感技术兴起,为温度测量提供了新的方案。光纤传感技术具有长距离、分布式、抗电磁干扰、本质安全以及寿命长等诸多优点,非常适用于楼宇火灾预警、输电线路工作及安全状态监测、油气管线故障检测以及矿井安全监测等工程应用场景。在光纤传感技术中,可用于温度测量的主要有基于光纤布拉格光栅（Fiber Bragg gating,FBG）的温度检测技术、基于布里渊散射效应（Brillouin scattering effect）的温度检测技术和基于拉曼散射效应（Raman scattering effect）的温度检测技术。其中,基于布里渊散射效应的温度检测技术既可通过常规单模光纤实现分布式、长距离的温度检测,又由于布里渊散射效应对应变也敏感,使该技术存在同时检测温度和应变的特点,而BOTDR系统具有适于工程应用的单端接入特征,因此本文主要研究基于BOTDR的分布式光纤测温系统。首先,...
【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
光纤光栅的工作原理
图 1-2 光纤光栅传感器的典型结构Fig.1-2 Typical Structure of FBG sensor年，张锦龙等将 Sagnac 干涉解调法引入 FBG 传感系统，实现温度0.03 ℃[32]。同年，Busch 等在制备蓝宝石光栅时引入扫描光束法长的特性，实现了 1 ℃的测温精度，测温范围为 20~ 1745 ℃，2010 年，Mihailov 等通过对黑体辐射引入的噪声等级和蓝宝石波长进行检测，实现了温度和应变在超高温达 1500 ℃环境下的年，刘琨等对 F-P 滤波器的驱动电压与透射波长之间的非线性关行描述，使波长的随即误差得到有效降低，并利用引入参考光栅栅的波长定位误差，使系统的解调精度得到提高[35]。2011 年，法，使光纤光栅传感器的性能得到提升，其中，温度测量范围达到围达到 0~2000 με，待测信号与相位变化的线性度达到 0.998[36]。采用双光束干涉法，通过对干涉光束夹角进行调整，在单根光纤
太原理工大学硕士研究生学位论文R）技术[39]。为 ROTDR 分布式光纤温度传感器的结构图。耦合器的一端注入光纤，产生的后向散射光经纤波分复用器将拉曼斯托克斯光和拉曼反斯托行光电转换之后执行高速数模转换和累计平均理，实现传感光纤沿程温度的分布式测量。
【参考文献】：
期刊论文
[1]高消光比脉冲光调制提升BOTDR系统性能研究[J]. 薛博,白清,张瑜,张明江,王东,王宇,靳宝全. 电子测量与仪器学报. 2018(11)
[2]超高层建筑消防技术发展与研究重点综述[J]. 邱仓虎,刘文利,张向阳,肖泽南. 建筑科学. 2018(09)
[3]用于动态应变测量的快速分布式布里渊光纤传感[J]. 周登望,王本章,巴德欣,徐金龙,徐鹏柏,姜桃飞,张东昱,李惠,董永康. 光学学报. 2018(03)
[4]基于SOA脉冲调制的BOTDR应变检测系统[J]. 张瑜,王东,白清,李哲哲,王宇,靳宝全. 传感技术学报. 2017(12)
[5]面向结构健康监测的压电传感器综述[J]. 薛子凡,邢志国,王海斗,李国禄,刘喆. 材料导报. 2017(17)
[6]建筑电气火灾预警系统的综述研究[J]. 魏立明,杨坤,陈妍希. 吉林建筑大学学报. 2017(03)
[7]光纤传感器在局部放电检测中的研究进展综述[J]. 郭少朋,韩立,徐鲁宁,高莹莹. 电工电能新技术. 2016(03)
[8]燃气管道泄漏引发的温度变化研究[J]. 王智勇,缑俊,郭勇,吴阳,邱琪. 电子科技大学学报. 2015(02)
[9]基于多模光纤的分布式喇曼测温系统[J]. 朱海鹏,金钟燮. 光子学报. 2015(01)
[10]布里渊光时域反射系统中布里渊散射信号的前向和后向拉曼放大研究[J]. 毕卫红,杨希鹏,李敬阳,付兴虎,付广伟. 中国激光. 2014(12)
硕士论文
[1]分布式光纤拉曼温度传感系统及其应用研究[D]. 刘磊.吉林大学 2014
[2]输电线路导线温度在线监测系统设计[D]. 王高益.华北电力大学 2013
本文编号：3296440
【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
光纤光栅的工作原理
图 1-2 光纤光栅传感器的典型结构Fig.1-2 Typical Structure of FBG sensor年，张锦龙等将 Sagnac 干涉解调法引入 FBG 传感系统，实现温度0.03 ℃[32]。同年，Busch 等在制备蓝宝石光栅时引入扫描光束法长的特性，实现了 1 ℃的测温精度，测温范围为 20~ 1745 ℃，2010 年，Mihailov 等通过对黑体辐射引入的噪声等级和蓝宝石波长进行检测，实现了温度和应变在超高温达 1500 ℃环境下的年，刘琨等对 F-P 滤波器的驱动电压与透射波长之间的非线性关行描述，使波长的随即误差得到有效降低，并利用引入参考光栅栅的波长定位误差，使系统的解调精度得到提高[35]。2011 年，法，使光纤光栅传感器的性能得到提升，其中，温度测量范围达到围达到 0~2000 με，待测信号与相位变化的线性度达到 0.998[36]。采用双光束干涉法，通过对干涉光束夹角进行调整，在单根光纤
太原理工大学硕士研究生学位论文R）技术[39]。为 ROTDR 分布式光纤温度传感器的结构图。耦合器的一端注入光纤，产生的后向散射光经纤波分复用器将拉曼斯托克斯光和拉曼反斯托行光电转换之后执行高速数模转换和累计平均理，实现传感光纤沿程温度的分布式测量。
【参考文献】：
期刊论文
[1]高消光比脉冲光调制提升BOTDR系统性能研究[J]. 薛博,白清,张瑜,张明江,王东,王宇,靳宝全. 电子测量与仪器学报. 2018(11)
[2]超高层建筑消防技术发展与研究重点综述[J]. 邱仓虎,刘文利,张向阳,肖泽南. 建筑科学. 2018(09)
[3]用于动态应变测量的快速分布式布里渊光纤传感[J]. 周登望,王本章,巴德欣,徐金龙,徐鹏柏,姜桃飞,张东昱,李惠,董永康. 光学学报. 2018(03)
[4]基于SOA脉冲调制的BOTDR应变检测系统[J]. 张瑜,王东,白清,李哲哲,王宇,靳宝全. 传感技术学报. 2017(12)
[5]面向结构健康监测的压电传感器综述[J]. 薛子凡,邢志国,王海斗,李国禄,刘喆. 材料导报. 2017(17)
[6]建筑电气火灾预警系统的综述研究[J]. 魏立明,杨坤,陈妍希. 吉林建筑大学学报. 2017(03)
[7]光纤传感器在局部放电检测中的研究进展综述[J]. 郭少朋,韩立,徐鲁宁,高莹莹. 电工电能新技术. 2016(03)
[8]燃气管道泄漏引发的温度变化研究[J]. 王智勇,缑俊,郭勇,吴阳,邱琪. 电子科技大学学报. 2015(02)
[9]基于多模光纤的分布式喇曼测温系统[J]. 朱海鹏,金钟燮. 光子学报. 2015(01)
[10]布里渊光时域反射系统中布里渊散射信号的前向和后向拉曼放大研究[J]. 毕卫红,杨希鹏,李敬阳,付兴虎,付广伟. 中国激光. 2014(12)
硕士论文
[1]分布式光纤拉曼温度传感系统及其应用研究[D]. 刘磊.吉林大学 2014
[2]输电线路导线温度在线监测系统设计[D]. 王高益.华北电力大学 2013
本文编号：3296440
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/yiqiyibiao/3296440.html
