光纤多参数传感器研究

刘统玉; 李振; 孟祥军; 赵林; 王富奇; 董果凤; 王纪强

doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2020039

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光纤多参数传感器研究

专题：智慧矿山 | 更新时间：2024-06-05

- 光纤多参数传感器研究
- Study on optical fiber multi-parameter sensor
- 通信学报 2020年41卷第2期页码：66-73
- 作者机构：
  
  1. 山东省光纤传感技术重点实验室，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 250103
  2. 山东微感光电子有限公司，山东济南 250103
  3. 兖矿集团有限公司，山东济宁 272000
  4. 兖州煤业股份有限公司，山东济宁 272000
- 作者简介：
  
  [ "刘统玉（1963- ），男，山东济宁人，博士，山东省科学院研究员，主要研究方向为光纤传感技术" ]
  [ "李振（1989- ），男，山东济宁人，山东省科学院激光研究所助理研究员，主要研究方向为光纤风速/流量传感技术研究与应用" ]
  [ "孟祥军（1963- ），男，山东济宁人，博士，兖矿集团有限公司研究员，主要研究方向为煤炭安全高效开采技术" ]
  [ "赵林（1981- ），男，山东淄博人，山东省科学院激光研究所副研究员，主要研究方向为光纤温湿度传感器及管道泄漏监测技术" ]
  [ "王富奇（1964- ），男，河南南阳人，兖矿集团有限公司研究员，主要研究方向为煤炭安全防控技术" ]
  [ "董果凤（1989- ），女，山东聊城人，山东省科学院激光研究所研究实习员，主要研究方向为光纤温湿度传感器及矿用粉尘在线监测技术" ]
  [ "王纪强（1980- ），男，山东莱芜人，博士，山东省科学院激光研究所副研究员，主要研究方向为光纤传感器及应用" ]
- 基金信息：
  
  国家重点研发计划基金资助项目(2017YFC0804400);山东省自然科学基金资助项目(ZR2016QZ006)
- DOI：10.11959/j.issn.1000-436x.2020039
  中图分类号： TN253
- 网络出版日期：2020-02，
  
  纸质出版日期：2020-02-25
- 稿件说明：
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刘统玉, 李振, 孟祥军, 等. 光纤多参数传感器研究[J]. 通信学报, 2020,41(2):66-73.

Tongyu LIU, Zhen LI, Xiangjun MENG, et al. Study on optical fiber multi-parameter sensor[J]. Journal on communications, 2020, 41(2): 66-73.
刘统玉, 李振, 孟祥军, 等. 光纤多参数传感器研究[J]. 通信学报, 2020,41(2):66-73. DOI： 10.11959/j.issn.1000-436x.2020039.

Tongyu LIU, Zhen LI, Xiangjun MENG, et al. Study on optical fiber multi-parameter sensor[J]. Journal on communications, 2020, 41(2): 66-73. DOI： 10.11959/j.issn.1000-436x.2020039.

摘要

基于光纤Bragg光栅（FBG）检测原理，研发了适用于地下空间安全监测应用的光纤风速、温度、湿度等多参数传感器。光纤风速传感器基于激光致热光纤热线式流量检测原理，对于低风速有较高的灵敏度，风速从0变化到0.5 m/s时，FBG波长变化量为800 pm，采用解调精度为1 pm的光纤光栅解调仪，风速分辨率为0.7 mm/s。光纤湿度传感器通过在 FBG 光栅表面均匀涂覆湿度敏感的聚酰亚胺溶液，湿度变化导致光纤应变变化进而实现湿度测量。对新型光纤光栅温湿度传感器的性能参数进行测试，实验测试结果显示，传感器监测灵敏度为 4.2 pm/%RH ，检测精度小于±3%RH。

Abstract

Based on the principle of fiber Bragg grating detection

an optical fiber sensor for detecting wind speed and temperature and humidity in underground space was designed.The designed optical fiber wind speed sensor was based on the thermal flow detection method

which has high sensitivity to low wind speed.For the speed rising from 0 to 0.5 m/s

the wavelength variation is about 800 pm.For the demodulator with sensitivity of 1 pm

the speed resolution is 0.7 mm/s.Fiber optic humidity sensor was fabricated by uniform surface coating of FBG element in polyimide solution

and detection sensitivity of 4.2 pm/% RH was achieved with accuracy less than ± 3% RH.

关键词

Keywords

references

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