分布式光纤拉曼温度与准分布式光纤光栅应力融合传感技术研究

来源 :华中科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhouyu_yy
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
基于拉曼效应的分布式温度传感(Raman Distributed Temperature Sensor,RDTS)技术是分布式温度监测最常用的技术之一。本论文将分布式拉曼温度传感技术与准分布光栅传感技术结合,系统地研究了RDTS系统和光栅传感融合系统的结构,并实验验证了该融合系统对多参量传感的性能,完成的主要研究内容和成果如下:
  1.分析了RDTS技术在国内外的研究现状,介绍了分布式温度传感的发展,分析了目前该技术领域的国内外研究学者为了提升测量范围、温度分辨率、空间分辨率等性能所做的相关工作,以及各自优势及特点。
  2.针对RDTS系统中大范围、远距离测温时误差增大的问题,研究了基于拉曼效应的温度传感理论和信号解调方法,推导了传统解调方法中由于斯托克斯光和反斯托克斯光的衰减系数不同引起的温度传感误差,分析了实际传感光纤中的信号随着空间和温度变化的二维分布规律,提出了对分布式温度传感系统中温度灵敏度校正算法。
  3.对在进行大范围分布式温度传感时产生的累加测量误差进行了理论仿真。提出了对传感信号进行校正的算法,并针对算法设计了实验进行验证,最终实验结果表明在10km处将温度测量误差从18.01℃(传统解调算法)减小至1.56℃。
  4.针对已有RDTS系统无法进行多参量传感问题,本研究结合拉曼分布式测温和光栅传感技术,提出了一种分布式温度和准分布式应力同时监测的传感方案,同时对光栅在应力测量中的交叉敏感进行了补偿。搭建了相应的实验系统,进行了温度和应力双参量传感实验研究,结合上述信号校正算法,最终实现了0.48℃的温度测量精度和10.47με的应力测量精度。系统无需增加额外光源,且同时保留了单端测量的优势,具有良好的稳定性,在诸多需要多参量监测的应用场合有十分重要的意义和价值。
其他文献
【摘 要】近年来,商州区松扁叶蜂大量发生,我们采取了人工喷雾、烟剂熏蒸等措施,但因山大沟深,防治难度大,防效不理想,为了遏制松扁叶蜂的危害,今年采取了飞机防治,速度快、防治效果非常明显。  【关键词】飞机防治;噻虫啉;白僵菌;松扁叶蜂  商州区自上世纪70年代以来,栽植了大面积的油松纯林,目前油松林面积达10.9万hm2,松扁叶蜂在该地区发生面积达2.9万hm2,成灾面积0.9万hm2,虫口密度达
期刊
高折射率介质材料的光学损耗低,支持具有强磁响应的米氏共振(Mie resonances),可同时实现近场增强和远场辐射调控,在共振纳米光子学等领域展现出良好应用前景。尽管近期在介质材料方面的研究已发现许多新的现象,但仍需要进一步深入研究理解介质纳米结构中的电磁场行为,并且还需要进一步发展多样化的纳米尺度的制造技术。本文从米氏共振出发,在理论计算方面,研究了磁多极模式对近场和散射谱的作用,并将其应用到卤素钙钛矿纳米粒子的辐射增强效应中,研究了磁多极的辐射增强与载流子寿命的关系,还探讨了电、磁多极模式对远场辐
近年来二维材料吸引着越来越多研究者的关注,由于其独特的物理性质,二维材料各种高新领域展现出巨大的应用潜力。由于二维材料的应用对晶体质量有着非常高的要求,所以准确评估二维材料的晶体质量至关重要,常用的表征手段(拉曼光谱、电子扫描显微镜、原子力显微镜等)为我们研究材料的各种特性提供了工具,但每种手段的表征能力有限,对材料性质的探寻需要多种手段才能完成,过程繁琐,没有一种完美的表征方法来提供所有的答案。而非线性光学为我们提供了一种思路来简化这一难题,非线性光学作为现代光学的一个分支现在已经发展为一项关键的技术,
随着太阳能等间歇式可再生能源的大规模应用和电动汽车等领域的快速发展,高效安全的储能系统显得尤为重要。锂硫(Li-S)电池由于其高的理论能量密度(2600 W h kg-1)和低廉、易得的硫正极材料,被认为是极具发展潜力的下一代高比能储能系统。然而,锂硫电池中硫的低导电性,充放电过程中严重的极化和大的体积膨胀,以及中间产物可溶性多硫化物造成的“穿梭效应”,导致了低的硫利用率、快速容量衰减和差的库伦效率,制约了其商业化应用。针对上述问题,本论文设计合成了几种不同钼基化合物/碳纳米片自组装空心球(MoxZy/C
AlGaN基深紫外发光二极管(DUV-LED)具有低电压,全固态,耐冲击,耐高温,抗辐射,高效率,响应快,长寿命,无毒环保和光谱连续可调等特点,在紫外消毒杀菌、非视距通信等民用和军用领域具有广阔市场和应用前景。但是,在倒装芯片制备方面,常用的金属电极会吸收量子阱产生的深紫外光,导致光提取效率低下的问题。应用高反射率金属电极,可以显著提高芯片的光提取效率,是未来实现高光提取效率DUV-LED的关键。同时,高Al组分的DUV-LED芯片存在电流拥堵现象,导致芯片发热增多,可靠性降低。目前,优化芯片电极版图设计
CO2激光由于具有可高效率消融软硬组织的特点,成为微创硬组织激光手术的首选。然而,柔性传输介质的缺失限制着CO2激光在微创硬组织手术中的应用。中红外光纤由于高灵活性与小型化成为新一代柔性CO2激光传输方式的选择。硫系玻璃在1.5-20μm具有优异的红外透过性能且易于制备。基于双坩埚法、薄膜卷绕法结合热拉伸法的多材料纤维制备技术可提供同时具备优异光学性能与机械性能的中红外纤维。本论文旨在通过不同玻璃材料的热匹配测试选取并制备不同组分的中红外玻璃;设计纤维结构与模具;最终通过多材料纤维制备方式制备可用于CO2
我国的城市化迅速,地铁可以很好的解决城市交通阻塞的问题。然而,利国利民的地铁工程存在着各种安全隐患,研制快捷、高效的检测隧道病害的设备刻不容缓。其中,反映隧道安全问题较为综合的病害是隧道壁表面裂缝和隧道断面形变。
  目前,地铁安全检测设备的性能参差不齐:有的还是比较传统的人工方法,只能对地铁隧道进行单点检测,不能对地铁隧道做一个全面检查,效率也比较低下;有的是或引进、或自研的自动化检测设备,然而其成本比较高,可以检测的病害不齐全。论文源于研制一种地铁隧道安全光电综合检测系统的项目,该检测系统集隧道
激光等离子体尾场加速(Laser Wakefield Acceleration, LWFA)是一种新型的电子加速方式,与传统加速器相比,其加速梯度大,设备体积小。目前实验一般使用的大功率激光(PW)作为驱动光,得到GeV高能电子束,但重复频率较小(1~10Hz)。近年来,为了提高电子束重复频率至千赫兹,将激光脉宽压缩到少周期量级,使用毫焦、kHz重复频率激光作为驱动光,得到MeV量级电子,用于超快电子衍射实验,可将其时间分辨率提高到小于十飞秒量级,同时也可用于提高泵浦-探针实验的精细度。
  文章使
【摘 要】质量是建筑工程施工管理中的最终目的,这也是衡量一个建筑企业整体水平的重要指标,对于建筑企业今后的发展起到重要影响作用。在建筑工程的所有施工项目中,土建施工主要是针对建筑主体结构进行施工,因而土建施工质量的好坏在很大程度上决定了该建筑工程的整体稳定性、安全性以及抗震性是否达到设计要求,土建施工质量的保证也是整个建筑工程质量保证的基础。为此在施工管理中,必须要加强对建筑土建施工的质量控制。现
期刊
电力系统中的局部放电现象会对其造成绝缘损伤,长期的局部放电有极大的安全隐患。为了保证电力电网的安全稳定运行,需要对局部放电进行在线监测并准确定位。以脉冲电流法、超高频检测法为代表的传统局部放电检测法往往系统搭建复杂,价格昂贵,有的还需在停电的条件下对设备进行维护,无疑增加了不必要的麻烦与经济损失。光纤传感器凭借其灵敏度高、结构紧凑、价格便宜、抗电磁干扰能力强等优点,受到越来越多的关注。本文结合光纤传感器的优点,设计了一种基于金膜的外腔式法布里珀罗干涉仪(External Fabry-Perot Inter