为了更准确地分析空域无源光纤腔衰荡乙炔体积分数检测系统, 建立了考虑系统噪声的气体体积分数传感理论模型。采用该模型对空域无源光纤腔衰荡乙炔体积分数检测系统的性能进行了仿真和讨论。结果表明, 利用空域无源光纤腔衰荡传感技术, 通过测量衰荡距离, 可实现灵敏度高达56.226 km-1的乙炔体积分数的测量, 稳定性达0.47%, 检测极限达260.577×10-6, 且稳定性和检测极限还可通过减少光纤腔的固有腔损耗得到进一步的提高。此研究对于体积分数传感系统的优化设计应用具有理论指导意义。
传感器技术 体积分数 空域无源光纤腔衰荡传感系统 频移干涉 灵敏度 sensor technique volume fraction space-domain passive fiber cavity ring-down sensin frequency-shifted interferometry sensitivity
武汉理工大学光纤传感技术国家工程实验室, 湖北 武汉 430070
研究了一种基于频移干涉原理的新型连续波光纤腔衰荡液体折射率传感方法,采用熔融拉锥方法制作锥形光纤传感探头,并对不同浓度下液体的折射率进行了实验研究。结果表明,溶液质量分数小于9%时,NaCl和葡萄糖溶液的探测灵敏度分别为3.779 dB·RIU
-1和6.413 dB·RIU
-1(RIU为折射率单元),系统的最低检测限为10
-4。在40 min的连续观察时间内,腔内损耗的标准差小于0.4%,系统表现出良好的稳定性。与传统技术相比,该技术无需高速探测设备,降低了对硬件设备的要求。该系统具有结构简单、成本低、灵敏度高等优点,在化学探测、生物传感领域具有一定的应用前景。
光纤光学 光纤传感器 光通信 折射率传感 锥形光纤 频移干涉 激光与光电子学进展
2019, 56(17): 170627
武汉理工大学 光纤传感技术国家工程实验室, 武汉 430070
通过光纤频移干涉技术测量了超声在光纤中产生的多普勒频移, 提出一种光纤超声传感方法.将缠绕在压电陶瓷上的光纤环接入到频移干涉萨格拉克干涉仪中, 以压电陶瓷作为超声波信号源, 调节声光调制器使得干涉信号偏置在零点, 达到系统灵敏度最高, 通过干涉信号的频率和幅值测量到了超声引起光纤环中发生的多普勒频移, 进而获得了作用在光纤环上的超声波信号.实验结果表明, 用该方法测量超声频率的相对误差为0.001%, 频响在所测量的20~200 kHz范围内具有良好的线性.该方法在管道健康监测、固体内部裂缝监测、大型机械装备结构损伤监测等方面具有应用前景.
光纤传感器 超声测量 频移干涉 多普勒效应 多普勒频移 Fiber optic sensors Ultrasonic measurement Frequency shift interferometry Doppler effect Doppler shift 光子学报
2018, 47(2): 0206002
