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一种液压光纤传感系统及其内传感基带的制作方法

  • 发布时间: 2024-12-06
预算 双方协商
基本信息
成果方:河北大学
合作方式:技术转让
成果类型:发明专利,
行业领域
电子信息技术
成果描述

本发明提供了一种液压光纤传感系统及其内传感基带的制作方法。所述液压光纤传感系统包括分布式偏振串扰测量系统、传感基带以及输入、输出保偏光纤跳线;传感基带包括支撑基带、传感保偏光纤和施压单元;施压单元用于在液体中对传感保偏光纤进行施压,同时还用于将传感保偏光纤固定在支撑基带上;施压单元连同其下方的传感保偏光纤和支撑基带共同构成传感单元。本发明所提供的液压光纤传感系统,可建立起偏振串扰强度与液体压力或深度的关系,故可实现对液体压强、液体深度、液体分层位置等的测量。通过本发明可以实现高空间分辨率、宽深度范围的准分布式测量,在大型储液设施监测、水位监测、液深或液压探测等工程领域具有潜在的应用价值。

应用范围
保偏光纤(又称偏振保持光纤)是一种人为引入高双折射的特种光纤,通常是通过在光纤包层中加入应力区,使得光纤纤芯在横向两个相互正交的方向上具有不同的折射率,其中折射率高的称作慢轴,折射率低的称作快轴,光纤中沿两个正交方向传输的线偏振光波(或偏振模式)的偏振态在传输过程中可保持不变。然而,在外部压力等因素的作用下,在事件点位置处,保偏光纤的两个正交偏振模式之间会发生能量耦合。由于两种模式在光纤中传播速度不同,导致在到达接收端时两者间产生时延差。分布式偏振串扰光纤传感技术正是通过测量保偏光纤中产生的该时延差,并结合已知的光纤双折射,来反推出串扰点的位置以及外部扰动强度大小。该技术主要是通过迈克耳逊白光干涉仪对延迟进行测量,通过引入额外延迟差来排除二阶以上鬼峰干扰,具有高稳定性、高分辨率、抗外界干扰能力强、对光源功率波动不敏感、可进行长距离测量等优点。利用该原理可以实现长距离的分布式应力传感,且空间分辨率可达厘米量级,相比于测量距离较短的光频域反射(OFDR)技术和测量空间分辨率较低的光时域反射(OTDR)技术,在某些特殊的领域具有潜在的应用价值,如油气田、桥梁、大坝等大型工程结构以及飞机、机车、船体、风力发电机叶片等机械结构的长期在线健康状况检测。


前景分析
本发明所提供的液压光纤传感系统,可以建立起偏振串扰强度与液体压力或深度的关系,在一定测量动态范围内关系成近线性。在单一液体情况下,已知液体密度,可通过测量偏振串扰强度来得到液体深度;在多种液体分层并存的情况下,可通过深度‑耦合强度曲线的斜率变化来判断出分层位置;在液体内部存在湍流或波动的情况下,可以准确判断出事件点位置。通过使用多个传感单元,本发明所提出的传感系统方案可以实现高空间分辨率、宽深度范围的准分布式测量,在大型储液设施监测、水位监测、液深或液压探测等工程领域具有潜在的应用价值。


联系方式

  • 联系人:

    冯亭

  • 联系电话:

    19933576696

  • 通讯地址:

    河北省保定市五四东路180号河北大学

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