1 齐鲁工业大学(山东省科学院), 山东省科学院激光研究所, 山东 济南 250014
2 新南威尔士大学 电气工程与电信学院, 新南威尔士 2052
提出了应用于周界安防的基于后向瑞利散射光空间差分干涉的光纤分布式振动传感监测方案。环境振动信号引起传感光纤的相位变化, 含有相位信息的后向瑞利散射信号注入到非平衡迈克尔逊干涉仪, 实现了后向瑞利散射信号的空间差分干涉, 光纤分布式振动传感监测完成相位信号的解调, 提高了系统的灵敏度。该系统能够实时监测入侵者的行走路线和速率以及模拟挖掘的距离的判断, 实现了15 dB的信噪比以及35 m的探测距离。
分布式振动传感 周界安防 干涉仪 空间差分 distributed vibration sensing perimeter security interferometer space difference 红外与激光工程
2018, 47(5): 0522001
1 山东省科学院激光研究所 山东省光纤传感重点实验室, 山东 济南250014
2 新南威尔士大学 电气工程与电信学院, 澳大利亚 新南威尔士2052
文中提出了一种光纤分布式声波传感方案。作用在传感光纤上的声波信号导致后向瑞利散射光的相位变化, 将含有声波信息的后向瑞利散射信号注入到迈克尔逊干涉仪, 并采用相位载波解调算法解调出相位信息。实验中采用压电拉伸器模拟声波振动, 分布式声波传感系统实现了10 m的空间分辨率以及平坦的频响。
分布式声波传感 相位载波 干涉仪 频响 distributed acoustic sensing phase generated carrier interferometer frequency response 红外与激光工程
2017, 46(3): 0321003
1 山东省光纤传感技术重点实验室, 山东 济南 250014
2 山东省科学院激光研究所, 山东 济南 250014
地埋式入侵监测系统具有隐蔽性强、受自然因素影响小、误报率低、识别概率高等特点, 在入侵监测中具有重要作用。介绍了将光纤传感用于入侵监测的主要技术方案, 阐述了光纤分布式振动传感(DVS)系统和光纤布拉格光栅(FBG)振动传感系统的工作原理。对这两种系统进行了人员入侵监测实验。结果表明, DVS系统的有效探测范围可达到10~15 m, 空间分辨率约为20 m; FBG振动传感系统的最大有效探测距离超过75 m。对比和评估了这两种系统的关键性能, 展望了地埋式光纤入侵监测系统的应用方向。
光纤光学 光纤光栅 分布式 地埋式 激光与光电子学进展
2017, 54(1): 010604
1 山东省科学院激光研究所 山东省光纤传感技术重点实验室, 山东 济南 250014
2 山东省科学院, 山东 济南 250014
为提高石油生产中原油采收率,需对原油采集时的流量进行实时监测。提出一种基于管壁振动频率的光纤流量监测系统,通过对缠绕在油管外壁的传感光纤感应流体经过管壁时由湍流产生的振动,从而实现流量监测。通过实验总结出管壁的振动频率特性,并在此频率特性范围内确定出平均流量与管壁振动加速度脉动值的标准方差的量化关系,求解出相应的流量。
石油生产 流量 光纤 湍流 振动 oil production fluid flow fiber optic turbulent flow vibration
暨南大学 功能蛋白质研究广东普通高校重点实验室, 生命与健康工程研究院, 广东 广州 510632
目的: 建立DNA损伤的模型, 在蛋白水平和mRNA水平研究PCNA的表达变化情况。方法: UV照射和MMS处理细胞后利用Western blot和实时荧光定量PCR检测PCNA蛋白表达水平和mRNA水平的变化, 以及利用倒置荧光显微镜观察细胞的形态变化。运用ShRNA干扰技术降低泛素E3连接酶RAD18和CUL4A的表达, 检测内源PCNA蛋白表达水平的变化。结果与结论: UV照射和MMS处理细胞后, 细胞形态发生变化, 随着时间的延长, 大部分细胞趋于死亡。实时荧光定量PCR的结果发现PCNA的mRNA水平下降, 但是PCNA蛋白水平的表达无明显变化, 说明DNA损伤时PCNA蛋白的稳定性增加, 暗示细胞中存在着一定的机制, 维持PCNA蛋白表达量的稳定。干扰E3连接酶CUL4A和RAD18的表达时, PCNA蛋白水平有所升高, 提示二者参与了PCNA的降解过程。
表达 DNA损伤 PCNA PCNA expression DNA damage UV UV MMS MMS
山东省光纤传感技术重点实验室,山东 济南 250014
提出了一种基于湍流振动原理的非浸入式流量测量方法。该方法通过在油管外壁缠绕特定长度的传感光纤，并在传感光纤两端焊接光纤光栅组成光纤流量传感单元。由于流体流过管壁时湍流产生动态压力，动态压力会导致缠绕在管壁上的传感光纤相位发生变化；通过光纤干涉仪技术、时分复用技术及相位载波调制解调技术解调出相位信息，即可实现流量的在线监测。实验数据分析显示，得到的相位变化与流速呈二次曲线关系，设计的实验系统可实现5~50 m3/h流量的实时在线测量。由于采用光纤作为传感器感知流量信号，该方法结构简单可靠，灵敏度高，避免了传感光纤流量计需要浸入流场的缺陷，是井下流量测试的理想方法。
光纤传感 光纤干涉仪 光纤光栅 流量测量 湍流振动 动态压力 optical fiber sensing optical fiber interferometer optical fiber grating flow measurement turbulent vibration dynamic pressure
山东省科学院激光研究所 山东省光纤传感技术重点实验室, 山东 济南 250014
针对石油测井中流量是确定石油生产和传输特性极其重要的参数，提出一种非浸入式光纤干涉仪流量测量方法。在油管外壁紧密缠绕传感光纤，当流体流过管壁时可由湍流产生振动，引起管壁的动态压力变化，导致传感光纤内的传输光相位发生变化, 通过检测光相位的变化就可以获得相应的流量。在实验中找出管壁的振动频率特性，在此频率特性范围内确定出由湍流诱发的管壁振动加速度脉动值的标准方差与平均流量的量化关系，实现了5 m3/h~50 m3/h流量实时在线测量。
光纤光学 液体流量 湍流振动 动态压力 干涉仪 fiber optics fluid flow turbulent vibration dynamic pressure interferometer
山东省科学院 激光研究所 山东省光纤传感重点实验室, 济南 250014
为了实现风力发电场多点、远程风速检测, 便于测量和风场风速物联网的构建, 采用风杯来调制光纤布喇格光栅的方式, 设计了一种全光纤风速传感器, 通过光纤光栅波长的变化频率可以求出对应风速值, 并对传感器设计结构进行了说明, 介绍了传感器的制作封装工艺以及相关的设备和实验数据。结果表明, 传感器运行稳定可靠, 测量误差不超过0.16m/s, 适合于风电场的多点大容量风速监测, 对风力发电实际应用具有重大意义。
传感技术 光纤风速传感器 波分复用 光纤物联网 风力发电 sensor technique optical fiber wind velocity sensor wavelength decision multiplexing fiber internet of things wind power generation
研究了一种基于光纤Bragg光栅的弹簧管式新型水压传感器.利用ANSYS软件对传感器的灵敏度进行模拟计算，并对传感器性能进行了标定和测试，达到了很好的效果.将传感器安装到煤矿井下进行水压远程在线监测，与压力表测量数据进行对比，进一步验证了传感器用于煤矿水压监测的可行性.
煤矿突水 水压监测 光纤Bragg光栅传感器 压力传感器 Water in-rush of coalmine Water pressure monitoring Fibre Bragg grating sensor Pressure sensor
1 山东省科学院激光研究所，济南 250014
2 山东大学 信息科学与工程学院，济南 250100
提出了一种用窄频分布反馈半导体激光器作为光源，光纤光栅作为传感元件的振动传感系统.给出了这个系统的工作原理和系统组成，设计了光纤光栅传感器的悬臂梁增敏封装形式.通过实验测量得到了频率响应曲线和加速度响应曲线，结果表明悬臂梁一端悬挂的质量块的质量越大，灵敏度越高，但共振频率也相应降低.同时讨论了不同黏度的硅油对共振的抑制效果以及系统灵敏度与分布反馈激光器输出波长的关系.
分布反馈激光器 光纤光栅 加速度传感 光纤传感 DFB laser Fiber Bragg grating Accelerometer Fiber sensor
