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oe1(光电查) - 科学论文

188 条数据
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  • 分布式温度传感技术在钻孔换热器热响应测试中的应用现场研究

    摘要： 尽管增强型热响应测试（ETRT）方法已被用于确定地温分布和有效导热系数，但该技术在岩土工程领域广泛应用仍存在诸多障碍。本文研究了ETRT技术的四个方面：(a) 地温获??；(b) 换热管安装；(c) 监测位置优化；(d) ETRT与数值模拟所得导热系数的差异。为探究这些问题，在中国山东省菏泽市开展了现场试验并建立了相应数值模型。结果表明：(i) 采用管内水温推算原位地温的传统方法误差较大，而分布式温度传感（DTS）技术能精确测量温度剖面；(ii) 双U型管测得的导热系数比单U型管更准确反映土壤热物性；(iii) 将光纤安装在U型管侧壁外侧比置于观测管内更合理；(iv) 采用数值模拟估算地层导热系数时，必须定量考虑各类界面热阻。

    关键词： 光纤传感器，分布式温度传感（DTS），地源热泵（GCHP），导热系数，热响应测试（TRT）

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 塑料光纤倏逝波传感器用于浊度测量

    摘要： 本文研究了用于检测浊度的塑料光纤传感器的构造与工作原理。该研究聚焦于设计一种低成本浊度传感器，其采用一对并排安装的多模光纤（MMF），并将光纤斜切端面垂直设置。通过Tracepro软件模拟评估了不同斜切角度的效率。将传感器探头浸入水混合物中采集反射信号，并分析不同浓度下的表现。研究发现当混合物浓度增加时，输出强度呈线性增长。该浊度传感器使用从湖泊、河流和沿海地区采集的实际样本进行测试，以验证其与商用仪器在天然化合物检测中的一致性。结果表明，所提出的传感器结构能在0至1000散射浊度单位（NTU）的动态检测范围内产生可靠结果，适用于实际现场测量。

    关键词： 光纤传感器，Tracepro软件，水质监测，浊度

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 基于空芯锥形结构的高灵敏度光纤应变传感器

    摘要： 实验验证了一种基于马赫-曾德尔干涉仪（MZI）的光纤应变传感器。该传感器通过将锥形空心光纤（THCF）与两根单模光纤（SMFs）熔接制成，其中THCF具有500微米的锥形过渡区。锥形处理使空心光纤的应变灵敏度提升至2.7皮米/微应变（测量范围0-2100微应变），较无锥形区的全光纤MZI应变传感器（约1.8皮米/微应变）提高1.5倍。实验表明该传感器具有良好的稳定性和重复性，具有高应变灵敏度与低温度灵敏度特性，适用于温度波动较小的环境。

    关键词： 马赫-曾德尔干涉仪，光纤传感器，锥形空心光纤

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 基于光纤折射计的金属离子传感器

    摘要： 过去十年间，光纤折射率传感器研究取得了显著成果。学界提出了多种传感方案并进行了验证，这些方案各具优势但同时也存在独特局限。除测量环境折射率变化的常规应用外，多项研究报道了通过表面涂覆重金属离子敏感材料，使此类传感器具备检测重金属离子的进阶应用。本文综述了基于表面涂覆光纤折射仪的光纤金属离子传感器研究进展，探讨了相关技术方法，并重点介绍了近期的突出成果。

    关键词： 光纤技术、重金属检测、光纤传感器、化学传感

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 镍钛合金集成光纤传感器的开发研究及其生命周期行为

    摘要： 光纤表面的形状记忆合金涂层在微机电系统领域新型主动热传感器研发中具有重要作用。本文详细分析了沉积于塑料光纤的镍钛合金涂层，对其形貌、结构及热学特性开展了系统研究。分别采用差示扫描量热法、扫描电子显微镜、X射线衍射仪和热重分析仪测量了涂层的均匀性、结晶度、相变温度及热稳定性。通过焦耳加热方式进行了电驱动热机械测试，采用不同电压与负载组合进行实验，并计算了基于传感器特性的参数（响应时间和灵敏度）。该文完整呈现了形状记忆合金涂层后塑料光纤的性能表征与实验结果分析。

    关键词： 形状记忆合金，闪蒸，光纤传感器

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 基于级联光纤布拉格光栅和法布里-珀罗干涉腔的空气耦合超声传感器

    摘要： 本文提出并实验验证了一种基于级联光纤布拉格光栅（FBG）和法布里-珀罗干涉腔（FPI）的空耦光纤超声传感器。由于FPI腔的调制效应，该传感器对超声波（UW）的响应性能得到提升。采用基于边带滤波技术的强度解调方法，在空气中分别获得了1 MHz连续波和脉冲波超声的1.2 V与1.34 V电压响应，其信噪比约为37 dB。进一步的方向性和稳定性测试结果表明，该传感器具备空气成像潜力。

    关键词： 光纤布拉格光栅，空气耦合，超声传感器，光纤传感器

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 基于电控光学频率扫描的无非线性补偿光频域反射计

    摘要： 提出并实验验证了一种无需非线性补偿的光频域反射计(OFDR)方案，该方案基于电控光频扫描技术。通过将超窄线宽连续波光信号输入由双平行马赫-曾德尔调制器和电子90°混合器构成的电光频移器（由直接数字合成器产生的线性调频信号驱动），生成线性频率扫描光。实验结果表明：该无相位补偿OFDR方案的空间分辨率和信噪比(SNR)与采用商用可调谐光源(TLS)、辅助干涉仪及软件非线性相位补偿方法的OFDR系统相当。该方案有助于简化光学结构并消除非线性相位补偿算法的开发难题。

    关键词： 光学频域反射计（OFDR）、电光频移器、双平行马赫-曾德尔调制器、光纤传感器

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 光纤实验室：用于传感的等离子体纳米阵列

    摘要： 对于基于电磁共振的传感器（无论是表面等离子体共振(SPR)还是局域表面等离子体共振(LSPR)），增强光与物质的相互作用是提升传感器性能最关键且重要的途径。等离子体纳米阵列是一种通过纳米制造技术形成的周期性金属或介电纳米结构，其凭借超高自由度，可通过调节结构参数激发不同光学效应，从而有效增强光与物质的相互作用。同时，随着光纤实验室技术的兴起以及非常规基底（如光纤尖端）纳米制造技术的进步，有望实现适用于受限环境（如体内）的即插即用型远程微传感器。本文首先简要介绍并比较了不同纳米制造技术的优缺点，随后综述了基于不同等离子体纳米阵列的光纤传感器(OFS)应用。等离子体纳米阵列OFS分为两类：一类是基于阵列对周围环境敏感性的折射率传感器；另一类是基于阵列周围局部电场增强能力的表面增强拉曼散射(SERS)传感器。本综述从等离子体纳米阵列的几何形状、材料和尺寸等方面对现有传感器进行比较分析，并总结了主要研究方向及进展，最后提出了未来发展趋势。

    关键词： 表面等离子体共振、局域表面等离子体共振、光纤传感器、纳米制造技术、等离子体纳米阵列、光纤实验室

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 基于充液扭转光子晶体纤维的螺旋度增强扭转传感器

    摘要： 通过将扭转光子晶体光纤与充满液体的波导（位于其空气孔包层中）相结合，可以构建一种高灵敏度的扭转传感器。此类传感器的扭转灵敏度直接由光纤纤芯模式与液体波导模式之间的相位匹配条件决定，而通过调节扭转光子晶体光纤的螺旋度（以初始扭转率α0表示）可提升该灵敏度。研究从理论上探究了α0对所提出的扭转传感器灵敏度的增强机制，并进行了实验验证，通过优化这些参数可获得高达446 nm·mm·rad?1的扭转灵敏度。实验结果表明：当α0从3.142降至3.925 rad/mm时，扭转灵敏度随之提升，这与数值预测结果一致。所展示的扭转传感器有望推动高灵敏度扭转相关光子晶体光纤器件的发展。

    关键词： 光子晶体光纤、微结构制造、光纤传感器

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 用于测量重金属离子浓度的光纤传感器：综述

    摘要： 随着水污染问题的日益加剧，检测水环境中重金属离子浓度变得至关重要。光纤传感器凭借其体积小、抗电磁干扰、化学惰性以及远程实时监测能力等独特优势，已成为检测重金属离子浓度的理想平台。本文简要综述了基于光纤技术的重金属离子传感器当前研究进展，阐述了包括光吸收法、光纤光栅法、模间干涉法、等离子体法和荧光法在内的五种主要测量方法，介绍了不同测量方法的传感机理、传感结构、传感材料及传感特性并进行了归纳总结，进一步分析了各测量方法的优缺点，最后还探讨了光纤重金属离子传感器未来的发展方向。

    关键词： 水污染、光纤传感器、浓度测量、重金属离子传感器

    更新于2025-09-23 15:19:57