光纤光栅温度在线监测系统
光纤光栅在温度和应变双测量中的原理和应用

光纤光栅在温度和应变双测量中的原理和应用
光纤光栅是一种基于光学原理的传感器,利用光纤中构建的光栅结构来对温度和应变进行测量。
其原理是通过光纤中的光场与光栅之间的相互作用产生的衍射效应,通过测量光信号的相位或强度变化来反映温度或应变的变化。
光纤光栅在温度测量中主要应用在高温领域,例如火力发电、冶金等工业领域,以及航空、航天等高科技领域。
在应变测量中,光纤光栅可以应用于结构健康监测、地震监测等领域。
光纤光栅的优点是具有高灵敏度、高分辨率、高可靠性和强抗干扰能力等特点,可以在严苛的环境条件下进行长期稳定地测量。
油罐区光纤光栅感温火灾探测报警系统应用

油罐区光纤光栅感温火灾探测报警系统应用葛秀方【摘要】介绍了石油储罐火灾爆炸事故的危害、光纤光栅感温火灾探测技术的概念和工作原理,分析了油罐区传统火灾报警系统的薄弱环节和光纤光栅感温火灾探测报警系统的优势表现,在油罐区安装该系统也谈了一些个人的看法,以供参考.【期刊名称】《安徽建筑》【年(卷),期】2016(023)004【总页数】3页(P228-230)【关键词】光纤光栅;感温技术;火灾探测;应用;油罐区【作者】葛秀方【作者单位】合肥市公安消防支队,安徽合肥230001【正文语种】中文【中图分类】TU892近年来,石油化工企业的消防安全形势十分严峻,尤其是石油储罐火灾爆炸事故频频发生,引起社会对石油化工企业的消防安全、环境保护、职业健康等广泛关注。
据统计,1962年至2013年期间,有记载的石油储罐火灾爆炸事故共83起(国内54起,国外29起),其中26起发生人员死亡,3人以上死亡的有16起,100人以上死亡的有2起,造成累计445人员死亡以及巨额财产损失、环境污染、生态破坏的惨重教训,社会影响极大。
如2010年7月16日,位于辽宁省大连市保税区的大连中石油国际储运有限公司原油库输油管道发生爆炸,引发大火并造成大量原油泄漏,导致部分原油、管道和设备烧损,部分泄漏原油流入附近海域造成污染。
本次事故造成作业人员1人轻伤、1人失踪;在灭火过程中,消防战士1人牺牲、1人重伤,事故造成的直接财产损失为22330.19万元。
油罐区储存的油品,能够蒸发大量的蒸气,当这些油蒸气与空气混合达到一定的浓度,形成爆炸性混合气体,遇到明火或周围的温度达到其引燃温度即可发生爆炸。
由此可见,要防止储油罐的火灾或爆炸,除了消除明火以外,还要时刻监测温度。
传统的感温探测器一般采用热点信号传感器,对周围环境比较苛刻和敏感,环境的好坏直接影响系统能否正常运行。
油罐区储存的易燃易爆化学危险产品,一般都露天存放,环境条件差,传统的感温探测器受周围环境的影响,误报率较高,同时,由于传感器电信号引入油罐区,不可避免地带来一些安全隐患。
FBG8600光纤光栅测量系统使用说明书

FBG8600 光纤光栅解调仪
使用说明书
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FBG8600 光纤光栅解调仪使用说明书
【FBG8600 照片】
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FBG8600 光纤光栅解调仪使用说明书
目录
1、 FBG8600 光纤传感分析仪简介 ............................................... 4 2、 安全操作说明 ............................................................ 5 3、 工作原理 ................................................................ 7 4、 FBG8600 光纤传感分析仪的系统特点 ......................................... 8 5、 FBG8600 后面板接口说明 ................................................... 8 6、 FBG8600 主要技术指标 ..................................................... 9 7、 传感器的扩充方法 ....................................................... 10 8、 FBG8600 服务器端软件简介 ................................................ 10
光纤光栅传感技术介绍

11公司介绍2 光纤光栅传感新技术及产品公司介绍上海派溯智能科技有限公司是一家以光纤传感器产品研发、生产、销售、服务为一体的高新技术企业。
前身为海川股份上海启鹏工程材料有限公司的智能所。
公司掌握光纤激光传输技术、中心波长紧密控制技术、高速信号同步处理技术、光信号定位技术、大容量系统集成技术等核心光传感新技术。
产品主要包括各类光纤传感器、光纤传感解调设备、系统软件等。
光纤传感技术作为先进的安全神经感知系统,当今应用非常广泛,应用涉及:1、桥梁、隧道、管廊、水利水务、矿山及其他土木工程的安全监测;2、公路隧道、电力隧道、综合管廊、储油罐等场所的火灾报警;3、电力设备、动力设备的工作温度实时在线监测等。
公司为住建部行业标准《土木工程用光纤光栅温度传感器》、《土木工程用光纤光栅应变传感器》主编单位,《城市地下综合管廊运行维护及安全技术标准》参编单位。
公司的光纤光栅火灾报警产品已获国家消防3C 认证,光纤光栅煤矿安全监测产品已获国家安标MA认证,同时获各项发明专利和实用新型专利50多项。
公司拥有一流的产品研发生产基地,基地占地面积20000平方米,设有配套齐全的精密生产设备和检测设备,产品生产层层质量检测把关,确保产品出厂后品质保障。
总公司于2008年通过SGS公司ISO9001质量管理体系认证,2009年获得上海市专利培育企业和上海市高新技术企业证书,2010年被评为上海市科技小巨人培育企业。
何满朝院士宋院士来公司考察指导工作卢耀如院士振骐院士主编光纤光栅行业技术标准光纤光栅传感新技术及其产品通过拉伸和压缩光纤光栅,或者改变温度,可以改变光纤光栅的周期和有效折射率,从而达到改变光纤光栅的反射波长的目的。
反射波长和应变、温度、压力、压强等物理量成线性关系。
光纤光栅结构原理光纤光栅传感系统主要由光纤光栅传感器、传输光纤和光纤光栅解调设备组成。
光纤光栅传感器主要用于获取温度、应变、压力、位移等物理量,光纤光栅解调设备用于对传感器信号的检测和数据处理,以获得测量结果,通过光纤能够实现长距离监测。
一种光纤光栅温度传感器的制作方法

一种光纤光栅温度传感器的制作方法
光纤光栅温度传感器是一种用于测量温度变化的传感器。
它利用光纤中的光栅结构来感知温度变化,并将其转化为光信号输出。
下面是一种制作光纤光栅温度传感器的方法,包括以下10个步骤:
1. 材料准备:准备光纤、光纤光栅、光栅定位夹具、光纤固定装置、扭曲盒、光纤固定环等。
2. 准备光纤光栅:光纤光栅是将光纤经过高频脉冲紫外光照射形成的,首先将光纤剥离外套层,插入光栅定位夹具中以固定位置。
3. 光纤固定:将光纤光栅插入光纤固定装置中,以确保光栅的位置和张力。
4. 固定装置焊接:将光栅的两端接头固定在光纤固定装置上,用焊接技术进行固定。
5. 光纤固定环安装:在光栅的两端固定装置上安装光纤固定环,以增加光纤固定的稳定性。
6. 光纤固定装置安装:将光纤固定装置固定在扭曲盒上,以保护光纤光栅。
7. 光纤连接:将光纤一个端口连接到光纤固定装置上,另一个端口连接到光纤的光源和接收器上。
8. 信号采集:使用光源和接收器对光栅进行光信号的输入和输出,并采集温度变化产生的相应变化信号。
9. 信号处理:通过信号处理电路将光信号转化为温度信号,并进行相关的校准和滤波处理。
10. 结果输出:将温度信号输出到显示设备、记录仪或其他温度控制系统中,实现对温度变化的监测和控制。
制作光纤光栅温度传感器需要一定的专业技术和设备,确保传感器的稳定性和精度。
以上步骤提供了一种基本的制作方法,但具体的步骤和参数可能会因不同的应用和要求而有所变化。
在实际制作过程中,应根据具体情况选择合适的材料和工艺,并进行相应的实验和测试,以确保传感器的性能和可靠性。
光纤光栅安全监测系统在ZJ40K钻机井架上的应用

光 纤 光 栅安 全监 测 系统 在 Z4 K钻 机 井 架 上 的应 用 J0
张 翠
( 光纤 传感技术与信息处理教育部重点实验室 , 武汉理工大学 , 湖北 武汉 4 07 ) 30 0
摘
要 : 对 光纤 光栅 传感 器技 术和 钻机 监测 技术 的现 状 , 制 出适合 油 田钻机 的 安全监 测 系 针 研
t g Z 4 K o Ri J 0
ZHANG i Cu
( e aoa r o Fb r p cSnigTc nl yadIfr tnPoes gWu a nvrt K yLbrt y f i t es eho g n o i r si , h U i s y o e Oi n o n ma o c n n e i o eh o g hn4 0 7 , hn ) f cn l Wu a 3 00 C ia T o y
维普资讯
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激光与红外
N . 20 o7 0 6
张 翠
光纤光栅安全监测系统在 Z4 K钻机井架上 的应用 J0
55 9
5 对 比试 验
光栅传感器 , 中 1 为测量 光栅 , 作为温度 其 6个 4个 补偿 , 粘贴式光纤光栅应变传感器直接粘贴 的方式 进行安装 , 传感器的粘贴示 意图如图 4所示。传感 器 的温度灵敏度与应变灵敏度 已经事先标定好 , 计 算机将读入的数据 进行处理 , 测得每个点的波长变 化, 波长变化转变成各点的应变变化 :
反射波长有很好的线性关 系, 非常适合用于井架各 部位应变的监测 。另外 , 采用光纤光栅传感器技术 ,
作者简介: 翠 ( 9 9一) 女 , 张 16 , 工程师 , 武汉理 工大学 光纤传 感技术研究 中心 。Em i: @m i w u. d .n . alz c al h teu c . 收 稿 日期 :0 51-6 2 0 .02
光纤光栅传感器的温度灵敏度研究

光纤光栅传感器的温度灵敏度研究一、光纤光栅传感器概述光纤光栅传感器是一种利用光纤光栅的特性来检测物理量变化的传感器。
与传统的传感器相比,光纤光栅传感器具有抗电磁干扰能力强、尺寸小、重量轻、可实现分布式测量等优点。
光纤光栅传感器通过在光纤中写入周期性的折射率变化来形成光栅,当外部环境发生变化时,光栅的周期或折射率也会随之变化,从而引起反射或透射光的波长发生变化,通过测量这些变化可以检测出温度、压力、应力等物理量。
1.1 光纤光栅传感器的工作原理光纤光栅传感器的工作原理基于光的干涉和衍射现象。
当光波在光纤中传播时,遇到光栅结构会发生衍射,产生多个衍射级。
这些衍射级相互干涉,形成特定的反射和透射光谱。
当光栅的周期或折射率发生变化时,衍射光谱也会相应地移动,通过测量光谱的移动量,可以推算出外部环境的变化。
1.2 光纤光栅传感器的分类根据光栅的类型,光纤光栅传感器可以分为布拉格光栅传感器、长周期光栅传感器和光纤布拉格光栅传感器等。
根据测量的物理量,又可以分为温度传感器、压力传感器、应力传感器等。
每种类型的传感器都有其独特的优势和应用场景。
二、光纤光栅传感器的温度灵敏度研究温度是光纤光栅传感器中最常见的测量对象之一。
温度的变化会影响光纤的折射率,进而影响光栅的周期和反射光谱的位置。
因此,研究光纤光栅传感器的温度灵敏度对于提高测量精度和应用范围具有重要意义。
2.1 温度对光纤光栅传感器的影响温度的变化会引起光纤材料的热膨胀和折射率的变化,从而影响光栅的周期和波长。
这种影响可以通过温度系数来量化。
不同的光纤材料具有不同的温度系数,选择合适的材料可以提高传感器的温度灵敏度。
2.2 提高温度灵敏度的方法为了提高光纤光栅传感器的温度灵敏度,研究者们提出了多种方法,包括优化光栅的参数、使用特殊的光纤材料、采用复合光栅结构等。
这些方法可以有效地提高传感器对温度变化的响应速度和精度。
2.3 温度灵敏度的测量与标定温度灵敏度的测量通常采用实验方法,通过将传感器暴露在不同温度下,测量反射光谱的变化,从而计算出温度灵敏度。
基于光纤光栅传感的主井提升系统高压供电设备温度监测研究

上接第 7 6 页 考虑这两种方法与待测量信号的特点 , 最终在本设计当中采用 通过仿真实 关信息的反斯托克斯光信号十分微弱, 它是影响系统温度分辨率 的 小波神经网络和互相 关过程相结合的方式来消除噪声 , 验可以看 出去 噪的效果是 比较理想 的。 结果如下图所示 。 主要 因 素 。
应 用 研 究
Y Mi n ( N u mW j ) / Nu m( W。 i ) ) ( 3 )
标准答案 1 : KI =“ 优点” , K2 = “ 提 高” , K3 =“ 可重用性 ” , K4 =
Ma t c h ( W W : 表示两个词 串中含有相 同元素的个数 ; “ 可扩展性” , K5 = “ 缺点” , K 6 = “ 继承树” , K7 =“ 复杂” , K 8 = “ 扩展” , N u m( W ̄ ) 、 N u m( W ̄ ) : 分别表示词串w 与 所含有的元素总数 ; K9 =“ 不是” , K1 0 =“ 继承” , K1 l = “ 类” , K1 2 = “ 削弱” , K1 3 = “ 可 扩 展 Ma t c h ( W o , k ) Ma t c h ( Wj , , ) 性” , K1 4 = “ 可维护性 ” 。
0 1 1 。 ( 1 O ) : 1 4 5 一l 4 6 . 标准答案 1 为: AI = “ 优点提高代码可重用性系统可扩展性缺点 2 2 ] 刘 . 基 于W e b的 H S K阅卷 系统设计与实现. 软件开发[ J ] , 2 0 1 1 , 继承树复杂扩展不是为继承设计类削弱系统可 扩展性可维护性。 ” [
W 中所 处 位 置 的 权 重 之 和 。 根据 式1 、 2 和3 得到参考答案 与考生答 案的相似度计算公 式:
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1 / 16 光纤光栅温度在线监测系统 技 术 资 料
威海康威通信技术有限公司 目 录 一、 公司简介 ........................................................................................................................... 2 二、 应用背景 ........................................................................................................................... 3 三、 系统介绍 ........................................................................................................................... 4 1、系统组成 ............................................................................................................................... 4 2、系统特点 ............................................................................................................................... 4 3、系统软件功能 ....................................................................................................................... 5 4、系统技术参数 ....................................................................................................................... 5 5、系统原理 ............................................................................................................................... 6 5.1光纤光栅温度传感器原理 ........................................................................................... 6 5.2光纤温度传感器设计 ................................................................................................... 7 四、 实施方案 ........................................................................................................................... 7 1、总体监测方案 ....................................................................................................................... 8 2、系统结构 ............................................................................................................................... 8 3、系统安装设计参考实例 ....................................................................................................... 9 3.3.1 光纤光栅信号解调系统的安放 ............................................................................... 9 3.3.2 传输光缆的敷设(示意) ....................................................................................... 9 五、 保修及维护 ..................................................................................................................... 13 一、 公司简介 威海康威通信技术有限公司是一个具有高校背景的高新技术企业,其前身是山东康威电子集团有限公司;公司在90年代就与山东大学、哈尔滨工业大学等高校进行技术合作和开发,逐步发展成为一个集通信产品及软件的开发、计算机应用产品及外部设备、光电子及通信设备、仪器仪表产品开发、生产、销售于一体的企业;是山东省科技厅认定的高新技术企业和山东省信息产业厅认定的软件企业;拥有全国通信行业最早的ISO9001质量体系证书(LRQA: 927757)。 公司从1995年开始,与美国ALACRITY公司、AFC公司及IPSILON公司在高科技的通信产品方面进行了长期技术研究与试验等方面的合作,使公司的技术开发能力上了一个新的台阶。从2004年起,康威通信又与中兴通讯、中科院建立了良好的战略合作伙伴关系。 康威通信监控产品自推向市场应用至今,已经广泛服务于通信、电力、石油、金融、教育、水利等多个行业,得到了用户的一致好评,在功能、可靠性、价格等因素上均优于同类产品,并保持了连续多年100%的市场增长率。产品本身也从当初的单一产品发展成一个丰富的产品系列,主要包括以下几大类产品: 分布式光纤测温预警系统 光纤光栅温度在线监测系统 电缆、光缆交接箱/交接间集中监控管理系统 智能门禁集中监控管理系统 康威通信始终坚持“科技为本、质量至上”的方针,以满足社会、服务社会为己任,和高等院校强强合作,依托最新的电子信息技术,注重技术创新,结合实际,持续进行过程改进,密切与客户的伙伴关系,加强与业界的合作,努力提供国际先进水平的产品和客户满意的服务,充分满足社会的需求和期望。 康威通信监控产品在全国各地配备有专业化的施工队伍和经过考核认证的工程督导五十多人,能够保证用户工程规范、可靠、安全、及时的实施,并能提供完善的工程中后期服务。 二、 应用背景 电力工业中的设备大多处在强电磁场中,一般电器类传感器无法使用。高压开关的在线监测,高压变压器绕组、发电机定子等地方的温度和位移等参数的实时检测都要求绝缘性能好,体积小。光纤光栅具有的抗电磁干扰和它的安全性能恰恰能满足在这种环境条件下使用。 在强电磁环境中,关键基础用电设备的安全运行是企业生产的必要保障,也是整个国民经济正常运转的基本保证。电气设备产生故障的大部分原因是设备过热引起的,主要可以分为外部热故障和内部热故障。 电气设备的外部热故障主要指裸露接头由于压接不良等原因,在大电流作用下,接头温度升高,接触点氧化引起接触电阻增大,恶性循环造成隐患。此类故障占外部热故障的90%以上。统计近几年来检测到的外部热故障的几千个数据,可以发现线夹和刀闸触头的热故障占整个外部热故障的77%,它们的平均温升约在30℃左右,其它外部接头的平均温升在20℃-25℃之间。 威海康威通信技术有限公司光纤光栅在线温度监测系统具有绝缘度高、不受电磁环境影响、适合远距离、高质量信号传输,测量精度高等优点,特别适合电力这种高电压、强磁场的环境使用,因此从根本上解决了传统测温设备的缺陷,为电力设备的安全运行提供可靠的技术保障。 三、 系统介绍
COWI-GXWD 6000 光纤多点温度在线监测系统是威海康威通信技术有限公司针对电力系统高压、强电磁干扰的特点开发的,采用国际先进的光纤光栅温度传感技术,具有耐高压、不受电磁干扰、本质安全、长期可靠、易扩展等优点,对发电及供电系统的发电机、高压开关柜、环网柜等监测点的温度进行实时在线监测; 该系统基于拥有自主知识产权的软件系统实时显示当前温度,利用数据库管理具有很强的数据分析功能,是解决电力系统火灾预警的最佳方案,对于保障供电网络稳定运行、工矿企业的安全生产具有重要意义。 1、系统组成
光纤光栅传感系统主要由光纤光栅传感器、传输信号用的光纤和光纤光栅解调设备 组成。光纤光栅传感器主要用于获取温度、应变、压力、位移等物理量的值,光纤光栅 解调设备用于对传感器信号的检测和数据处理,以获得测量结果,通过光纤能够实现遥 测。 2、系统特点 安全性高:整个系统的信号处理和控制单元处于远离工作区域的控制室,传感器对温度信号的采集在无电(本身不带电)的情况下进行,本征更安全;
精确度高:采用光纤光栅温度传感器,典型精度±1℃;
容量大: 温度测量系统最大可以接入32路传感器,每路可串联12个测点,单台设备最大可以完成384个温度测点; 方便定位:通过软件关联技术,能够快速定位测点的区域或者具体物理位置; 实时在线测量:系统采用的光源使用寿命长(20年以上),能够满足实时在线、全 天候监测的需要; 快速响应:系统响应时间不超过60秒,确保事故能够得到及时处理; 简单直观:在温度测量系统的显示屏上可以直接看到各被测点的温度情况,在设定 温度告警门限后,系统自动提供声光报警; 布设方便:可以根据工程需要,灵活调整传感器的布设位置; 良好的兼容性:通过各种通讯接口(串口、网口等),可以实现与外部系统的良好 结合,提高系统之间的数据交换速度。 使用寿命长:在正常工作情况下能安全运行20以上年。
3、系统软件功能 ➢ 显示功能:立体流程画面的显示功能;具有多种类型图表、系统图、曲线图,用户 界面更加直观; ➢ 分析功能:历史趋势显示,对未来趋势进行评估,提供检修参考信息; ➢ 报警功能:根据实际情况设定不同地点的定温及差温预警值、火警值、报警级别及 地理位置名称;系统可设置声音报警功能; ➢ 打印功能:可以进行各种报表的打印;