西安石油大学理学院光电油气测井与检测教育部重点实验室
- 作品数：24 被引量：154H指数：9
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- 相关机构：西北大学物理学系西北工业大学理学院陕西省光信息技术重点实验室西北工业大学理学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家高技术研究发展计划陕西省教育厅省级重点实验室科研与建设计划项目更多>>
- 相关领域：电子电信自动化与计算机技术天文地球一般工业技术更多>>
- 基于靶式和悬臂梁的FBG流量/温度同时测量研究被引量：14
- 2010年
- 提出一种基于靶式结构和悬臂梁结合的新型流量/温度同时测量的光纤Bragg光栅(FBG)传感器。当流体流过传感器,流速的变化引起圆形靶产生应变,应变传递到等强度悬臂梁1上,进而引起粘贴其上的FBG1波长发生改变,而粘贴在悬臂梁2上的FBG2波长不发生改变;流体温度发生变化会引起FBG1、FBG2波长同时发生改变,且波长改变相同;通过测量两光栅的波长,得到流体的流量和温度。在水和蓖麻油实验得到:传感器的流量测量范围分别是400～2200cm3/s和700～1800cm3/s,温度测量范围是0～100℃。
- 禹大宽贾振安乔学光张倩刘钦朋
- 关键词：流量传感器温度测量
- 基于光纤气泡和纤芯失配的Mach-Zehnder干涉液体折射率传感器被引量：14
- 2013年
- 介绍了一种基于光纤气泡和纤芯失配的Mach-Zehnder干涉液体折射率传感器.将两根纤芯经过腐蚀的普通单模光纤熔接在一起,在熔接点处形成一个气泡,在距气泡20 mm处级联一段20 mm的细芯光纤,再接入一段单模光纤,形成单模光纤-气泡-单模光纤-细芯光纤-单模光纤结构的传感器.气泡与光纤芯径失配处的两个节点起到光纤耦合器的作用,从而形成光纤Mach-Zehnder干涉仪.环境液体折射率的变化,将使得传感器透射谱能量发生变化,通过测量干涉谱波峰峰值能量从而实现对折射率的测量.并对所制作传感器的折射率响应特性进行了实验研究,实验结果表明干涉谱波峰峰值能量与环境液体折射率之间存在良好的线性关系,当环境液体折射率变化范围在1.351—1.402时,响应灵敏度为143.537 dB/RIU,线性度0.996.该传感器在生物化学领域有较好的应用前景.
- 李辉栋傅海威邵敏赵娜乔学光刘颖刚李岩闫旭
- 关键词：折射率传感
- FBG加速度传感系统随机误差模型及实验研究被引量：1
- 2016年
- 为了实现光纤布拉格光栅(FBG)加速度传感系统的精确测量,提出并建立一种FBG加速度传感系统随机误差理论模型,并实验研究了系统的误差源。首先,分析FBG加速度传感系统的构成,包括传感器的封装设计、传感光源以FBG解调技术;进而研究系统的噪声源及其特性,建立FBG加速度传感系统的随机误差理论模型,并分析FBG加速度传感系统的主要噪声系数;基于随机误差理论模型,实验研究FBG加速度传感系统随机误差的方差识别,通过时域零输入的输出数据量化研究加速度传感系统的量化噪声系数、零偏不稳定系数、速度随机游走系数、加速度斜坡系数和加速度随机游走系数,对FBG加速度传感系统的综合性能进行评价。本文的理论模型和识别方法可为FBG加速度传感技术的改进和提高提供了定量客观的参考。
- 刘钦朋惠君尧乔学光贾振安傅海威禹大宽高宏
- 波长和强度同时响应的锥形多模光纤温度传感器被引量：2
- 2017年
- 通过将一段长为17mm的多模光纤两端分别与单模光纤对芯熔接,然后对多模光纤部分进行拉锥处理,得到一种波长和强度同时对温度响应的锥形多模光纤温度传感器。实验研究了30℃~80℃范围内传感器的温度传感特性。实验结果表明:当环境温度发生变化时,该传感器在1 542nm附近干涉波谷的波长和强度对温度的响应灵敏度分别可达到0.041nm/℃和0.106dB/℃,并且传感器干涉条纹的波长响应和强度响应之间呈良好的线性关系。基于传感器波长响应与强度响应之间的该线性关系,通过传感信号强度的检测即可实现干涉型光纤传感器的相位解调,该方法为传感解调信号提供了新思路,具有重要的参考价值。
- 贾振安段维维刘颖刚张静乐李康
- 关键词：温度传感器波长温度
- 基于单膜片FBG的加速度传感器优化设计被引量：8
- 2015年
- 提出了一种基于单膜片全粘封装的光纤布拉格光栅(FBG)加速度传感模型。首先,理论分析了其传感原理,并优化了最佳加速度灵敏度,深入分析和讨论了该模型的加速度灵敏度的频率响应。然后,基于该模型设计了FBG加速度传感器,实验研究了加速度的幅频响应特性、谐振频率和加速度的线性响应。结果表明:在小于共振频率的低频段具有较好的平坦区,加速度与波长具有较好的线性关系,线性度为99.8%,加速度响应灵敏度为36.6pm/G,实验值与理论值得的相对误差为3.68%;实验研究了传感器的横向抗干扰能力,交叉灵敏度小于1.3%,表明基于该模型的FBG加速度传感器具有较好的响应特性。
- 刘钦朋乔学光贾振安傅海威禹大宽高宏
- 关键词：光纤光学膜片
- 基于弹性薄壁管的光纤光栅高频加速度检波器被引量：7
- 2016年
- 针对非常规油气开采微地震监测检波器高频检测的要求,提出了一种基于弹性薄壁管的FBG（光纤布拉格光栅）高频微地震检波器,理论分析了该检波器的实验模型,并对检波器的幅频特性和加速度灵敏度进行了实验研究。实验结果表明：基于弹性薄壁管的FBG高频微地震检波器的固有频率为1 680 Hz;在50~1 200 Hz工作频率范围内,加速度与波长有很好的线性关系,线性拟合度为0.998 4,加速度响应灵敏度为4.393 2 pm/G,实验值与理论值的相对误差为0.15%。
- 禹大宽刘钦朋高宏贾振安乔学光
- 关键词：光纤光学光纤布拉格光栅
- 基于长周期光纤光栅和Sagnac环的温度与折射率的区分测量被引量：7
- 2012年
- 利用长周期光纤光栅(LPFG)和保偏光纤(PMF)Sagnac环透射光谱的调制特性,设计了温度和折射率同时区分测量系统。通过监测LPFG嵌入Sagnac环的透射谱中谐振峰波长和强度的变化,测定了波长和强度对温度和折射率的灵敏度系数,构建了传感系数矩阵。实验发现,谐振峰波长随温度变化,谐振峰强度随折射率变化,实现了温度与折射率的区分测量。实验测得该系统的温度灵敏度0.1 286nm/℃,折射率灵敏度为49.38dB/RIU。实验结果验证了方案的正确性,且实验系统搭建简便,体积小,成本低,具有一定的应用前景。
- 邵敏乔学光傅海威兆雪高宏刘钦朋
- 关键词：折射率传感器
- 纤芯失配的光纤Mach-Zehnder折射率传感器被引量：5
- 2014年
- 基于Mach-Zehnder干涉仪原理,利用光纤错位熔接技术设计并制作了一种单模光纤-多模光纤-单模光纤-错位熔接点-单模光纤结构的液体折射率传感器.传感器中的多模光纤和错位连接部分充当光耦合器;多模光纤在后面的单模光纤的纤芯和包层中激发出纤芯模和包层模,不同的模式有不同的模式折射率,经中间单模光纤传输到错位熔接点处时,不同模式光之间将产生光程差,经错位熔接点耦合成为导出光纤的纤芯模从而产生干涉.对该传感器输出的干涉光谱中干涉谷功率随外界溶液折射率变化的规律进行了理论分析和实验研究.结果表明：溶液折射率变化为1.358 9～1.392 2时,干涉谱中1 530 nm附近的干涉谷光功率与溶液折射率呈单调递增关系,可用于折射率的测量;折射率变化为1.372 0～1.392 2时,传感器响应曲线具有很好的线性度,线性拟合系数为0.998,对应的灵敏度为252.06 dB/RIU.该传感器制作简单、结构紧凑、成本低、灵敏度高,可用于生物医学领域液体折射率的实时测量.
- 傅海威闫旭邵敏李辉栋赵娜
- 关键词：光纤传感折射率传感器
- 基于纤芯失配型马赫曾德尔光纤折射率和温度同时测量传感器的研究被引量：21
- 2014年
- 设计和制作了一种基于单模-多模-细芯-单模光纤马赫-曾德尔（Mach—Zehnder）干涉仪结构，可同时测量折射率和温度的传感器。该传感器中，多模光纤和细芯-单模熔接点充当光耦合器。导入光纤中传输的光经多模光纤后在细芯光纤的纤芯和包层中激发出纤芯模和包层模，不同模式光在细芯光纤中传输时将产生光程差，再经细芯-单模熔接点耦合成为导出光纤的纤芯模而干涉。传感器透射光谱随着环境折射率和温度的变化发生漂移，通过监测不同级次的干涉谷可实现折射率和温度的同时测量。通过对传感器的透射光谱进行傅里叶变换分析可知该透射光谱主要由LP01模和LP15模干涉形成。该传感器透射光谱中1535nm附近干涉谷的折射率和温度响应灵敏度的理论值分别为-55．90nm／RIU和0．0501nm／℃（其中RIU为折射率单位）；1545nm附近干涉谷的折射率和温度响应灵敏度的理论值分别为-56．26nm／RIu和0．0505nm／℃。在折射率和温度的变化范围分别为1．3449-1．3972和20℃-90℃的环境中对传感器的响应特性进行实验研究，结果表明：透射光谱中1535nm附近干涉谷的折射率和温度响应灵敏度分别为-53．03nm／RIU和0．0465nm／℃；1545nm附近干涉谷的折射率和温度响应灵敏度分别为-54．24nm／RIU和0．0542nm／℃。理论分析与实验结果相一致。该传感器在生物医学领域有较好的应用前景。
- 傅海威闫旭李辉栋邵敏赵娜刘钦朋高宏贾振安乔学光
- 关键词：光纤光学
- 一种新型滑动杆式光纤光栅振动传感器研究被引量：2
- 2018年
- 为了提高振动传感器对加速度信号测量的灵敏度,本文提出了一种新型的基于悬臂梁和滑动杆结合的光纤光栅振动加速度传感器。详细阐述了传感器的结构和工作原理,并推导了传感器固有频率和灵敏度的理论公式。最后通过振动台测试了传感器的固有频率和灵敏度,并和光纤光栅仅沿光纤轴向上受力的实验数据进行了比较。实验结果表明,传感器频率响应曲线的平坦区域在10～38Hz之间,传感器的固有频率为62Hz,灵敏度为52.8pm/g。与光纤光栅仅沿光纤轴向受力的实验相比较,加速度灵敏度提高了70.8%。
- 贾振安张星李康樊庆赓
- 关键词：光纤布拉格光栅悬臂梁滑动杆
