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公开(公告)号：CN112461766A
公开(公告)日：2021-03-09
申请号：CN202011424469.X
申请日：2020-12-08
申请人： 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院 , 国家电网有限公司 , 大连理工大学
摘要： 一种抗环境噪音干扰的光纤光声传感探头及传感系统，涉及光纤气体传感和激光光声光谱技术领域，解决传感器存在易受环境噪音干扰引起气体浓度测量误差增大问题；气体通过多个微小气孔扩散进入微型气室后通过声音敏感膜片上的缝隙进入到光声微腔，光声激发光通过光纤准直器入射到光声微腔后激发产生光声压力波，引起声音敏感膜片发生周期性振动；单模光纤端面与声音敏感膜片构成光纤法布里‑珀罗干涉仪，干涉仪测量膜片挠度大小反演待测气体的浓度，保留传感器的扩散式气体测量特点，使其具备了隔离高频噪音能力，结合工作频率主动选择方法和锁相放大器的窄带探测技术，降低了传感器对气体浓度测量中环境噪音引起的误差，提高了系统可靠性。
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公开(公告)号：CN112033908B
公开(公告)日：2021-08-10
申请号：CN202010748095.0
申请日：2020-07-30
申请人： 大连理工大学 , 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院
摘要： 一种单光源光纤光声气体传感系统及方法，属于光纤气体检测技术领域。该气体传感系统包括单光纤微型光声气体传感器件、光纤、激光器驱动电路、激光器、光纤耦合器、光电探测器、信号处理电路、计算机。采用声波敏感的L型悬臂梁以及光纤微型感测结构，将目标气体吸收激光光能产生的光声二次谐波信号转换为光强度的变化，通过测量反射光强度的变化即可实现目标气体浓度的监测。本发明方案采用单个可调谐激光光源，即可实现光声信号的同时激发和探测。相比于传统的光纤光声气体传感，由于不需要额外的信号探测光源，因此可大幅度简化系统结构并降低系统成本。本发明为低成本、快速、高灵敏度、远距离气体泄漏监测提供了一种极具竞争力的技术方案。
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公开(公告)号：CN112033908A
公开(公告)日：2020-12-04
申请号：CN202010748095.0
申请日：2020-07-30
申请人： 大连理工大学 , 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院
摘要： 一种单光源光纤光声气体传感系统及方法，属于光纤气体检测技术领域。该气体传感系统包括单光纤微型光声气体传感器件、光纤、激光器驱动电路、激光器、光纤耦合器、光电探测器、信号处理电路、计算机。采用声波敏感的L型悬臂梁以及光纤微型感测结构，将目标气体吸收激光光能产生的光声二次谐波信号转换为光强度的变化，通过测量反射光强度的变化即可实现目标气体浓度的监测。本发明方案采用单个可调谐激光光源，即可实现光声信号的同时激发和探测。相比于传统的光纤光声气体传感，由于不需要额外的信号探测光源，因此可大幅度简化系统结构并降低系统成本。本发明为低成本、快速、高灵敏度、远距离气体泄漏监测提供了一种极具竞争力的技术方案。
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公开(公告)号：CN114062275B
公开(公告)日：2024-04-30
申请号：CN202111368314.3
申请日：2021-11-18
申请人： 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院 , 大连理工大学
摘要： 本发明公开了一种光纤光声传感器的空间域复用解调仪器及方法，所述解调仪器包括宽谱光源、光纤分路器、多组光纤光声传感通道、玻璃片、光电二极管阵列、数据采集与处理电路及通信模块；宽谱光源发射的宽谱光被光纤分路器分成多束，同时入射到多组光纤光声传感通道，反射回的信号光分别经对应的光纤光声传感通道后，同时入射到玻璃片，从玻璃片表面反射的高斯发散光投射到光电二极管阵列的不同空间区域后被光电二极管阵列接收；数据采集与处理电路采集光电二极管阵列上的空间光信号并解调处理；本发明的优点在于：对多个光纤光声传感通道无干扰同时解调，大幅度减小了基于多个光纤光声传感器的分布式测量系统的成本。
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公开(公告)号：CN114062276B
公开(公告)日：2023-12-19
申请号：CN202111369231.6
申请日：2021-11-18
申请人： 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院 , 大连理工大学
摘要： 本发明公开了一种光纤光声传感的温度自补偿方法及装置，所述方法包括：获取光声压力波信号表达式，分析光声压力波信号对温度的依赖关系，并调节激光调制参数，使检测到的光声信号不随温度变化，从而实现温度自补偿，所述激光调制参数包括调制系数、光频率调制幅度、调制频率；本发明的优点在于：通过优化激光的光频率调制幅度和调制频率参数，即可使激发的光声信号几乎不受环境温度的影响，在没有额外增加光纤温度传感器的情况下，实现了温度自补偿。
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公开(公告)号：CN114062276A
公开(公告)日：2022-02-18
申请号：CN202111369231.6
申请日：2021-11-18
申请人： 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院 , 大连理工大学
摘要： 本发明公开了一种光纤光声传感的温度自补偿方法及装置，所述方法包括：获取光声压力波信号表达式，分析光声压力波信号对温度的依赖关系，并调节激光调制参数，使检测到的光声信号不随温度变化，从而实现温度自补偿，所述激光调制参数包括调制系数、光频率调制幅度、调制频率；本发明的优点在于：通过优化激光的光频率调制幅度和调制频率参数，即可使激发的光声信号几乎不受环境温度的影响，在没有额外增加光纤温度传感器的情况下，实现了温度自补偿。
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公开(公告)号：CN114062275A
公开(公告)日：2022-02-18
申请号：CN202111368314.3
申请日：2021-11-18
申请人： 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院 , 大连理工大学
摘要： 本发明公开了一种光纤光声传感器的空间域复用解调仪器及方法，所述解调仪器包括宽谱光源、光纤分路器、多组光纤光声传感通道、玻璃片、光电二极管阵列、数据采集与处理电路及通信模块；宽谱光源发射的宽谱光被光纤分路器分成多束，同时入射到多组光纤光声传感通道，反射回的信号光分别经对应的光纤光声传感通道后，同时入射到玻璃片，从玻璃片表面反射的高斯发散光投射到光电二极管阵列的不同空间区域后被光电二极管阵列接收；数据采集与处理电路采集光电二极管阵列上的空间光信号并解调处理；本发明的优点在于：对多个光纤光声传感通道无干扰同时解调，大幅度减小了基于多个光纤光声传感器的分布式测量系统的成本。
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公开(公告)号：CN113125350A
公开(公告)日：2021-07-16
申请号：CN202110284689.5
申请日：2021-03-17
申请人： 大连理工大学 , 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院
摘要： 本发明公开一种可同时感测氢气浓度和光声信号的微音器及感测方法，只采用一个可同时感测氢气和光声信号的微音器结合光谱仪等，即可实现包括氢气在内的变压器油中溶解故障特征气体的多组份、高灵敏度检测；基于快速傅里叶变换和Buneman频率估计的白光干涉解调算法可以实现光纤法布里‑珀罗干涉腔绝对腔长的快速解调，通过动态腔长变化量得到光声信号的幅值从而反演计算出待测CO、CO2及烃类气体浓度，通过对绝对腔长的动态平均可得到的悬臂梁平衡位置（静态）的腔长变化量，从而反演出氢气浓度，具有结构简单、本质安全、灵敏度高及响应速度快等优点。
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公开(公告)号：CN213957138U
公开(公告)日：2021-08-13
申请号：CN202022917652.5
申请日：2020-12-08
申请人： 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院 , 国家电网有限公司 , 大连理工大学
摘要： 一种抗环境噪音干扰的光纤光声传感探头及传感系统，涉及光纤气体传感和激光光声光谱技术领域，解决传感器存在易受环境噪音干扰引起气体浓度测量误差增大问题；气体通过多个微小气孔扩散进入微型气室后通过声音敏感膜片上的缝隙进入到光声微腔，光声激发光通过光纤准直器入射到光声微腔后激发产生光声压力波，引起声音敏感膜片发生周期性振动；单模光纤端面与声音敏感膜片构成光纤法布里‑珀罗干涉仪，干涉仪测量膜片挠度大小反演待测气体的浓度，保留传感器的扩散式气体测量特点，使其具备了隔离高频噪音能力，结合工作频率主动选择方法和锁相放大器的窄带探测技术，降低了传感器对气体浓度测量中环境噪音引起的误差，提高了系统可靠性。
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公开(公告)号：CN108387251B
公开(公告)日：2020-07-14
申请号：CN201810057110.X
申请日：2018-01-22
申请人： 大连理工大学
IPC分类号： G01D5/353
摘要： 本发明提供了一种光纤光栅解调仪器及方法，属于光纤传感技术领域。该仪器包括宽谱光源、环形器、光纤、光纤光栅传感器、薄玻璃片、图像传感器、控制与信号处理电路和触摸屏。薄玻璃片将光纤光栅的中心波长变化转换为双光束干涉条纹的空间相位变化，通过高精度相位解调法计算出干涉条纹的空间相位，再根据光纤光栅中心波长的倒数与空间相位的线性关系，解调出光纤光栅的中心波长。本发明采用低成本的薄玻璃片和图像传感器代替传统波长解调法中普遍采用的光栅光谱仪，极大地降低了光纤光栅解调仪器的成本，为低成本光纤温度/应变传感提供了一种极具竞争力的技术方案。
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