基于光纤光栅倏逝波传感器的成品油挥发气体温度检测TEMPERATURE MEASUREMENT OF THE VOLATILE GAS OF THE REFINERY OIL BASED ON THE FIBER BRAGG GRATINGS WITH EVANESCENT WAVE
陈少华,郝赫,冷文秀,童峥嵘,李燕
摘要(Abstract):
由于具有易燃、易爆特性,故成品油挥发气体的温度检测具有重要的实际意义,而作为绝缘器件的光纤光栅传感器在此传感领域具有天然的优势。本文在实验上设计了一种基于腐蚀光栅(Etched Fiber Bragg Grating)的温度传感器,并将其用于空气、柴油和汽油挥发气体的温度测量。推导了腐蚀光栅的反射波长随温度变化的理论表达式,并与实验现象进行了对比。理论结论与实验结果吻合。同时实验发现,气体的温度变化与光栅波长的漂移量呈现良好的线性关系,表明FBG倏逝波传感器完全适用于测量成品油挥发气体的温度。
关键词(KeyWords): 腐蚀FBG;倏逝波;反射波长;挥发性气体
基金项目(Foundation): 国家高技术研究发展计划(863计划)课题(2013AA014203);; 河北省自然科学基金资助项目(F2014109015);; 中国石油大学(北京)优秀青年教师研究项目(2462015YQ0603);中国石油大学(北京)校级教改项目
作者(Author): 陈少华,郝赫,冷文秀,童峥嵘,李燕
参考文献(References):
- [1]李银昌,杜杨,梁建军,等.环境温度对汽油蒸汽爆炸下限的影响[J].后勤工程学院学报,2013,29(2):30-34.Li Yinchang,Du Yang,Liang Jianjun,et al.Effects of environmental temperature on the lower explosive limit of gasoline-air mixture[J].Journal of Logistical Engineering University,2013,29(2):30-34.(in Chinese)
- [2]王建,黄伟,顾海涛,等.基于TDLAS的气体温度测量[J].光电子·激光,2006,17(10):1233-1237.Wang Jian,Huang Wei,Gu Haitao,et al.Gas temperature measurement based on TDLAS[J].Journal of Optoelectronics·laser,2006,17(10):1233-1237.(in Chinese)
- [3]Lee S,Simarjeet S Lee,Jeong M.Simultaneous measurement of refractive index,temperature,and strain using etched-core fiber Bragg grating sensors[J].IEEE photonics Technology Letters,2010,22(19):1431-1435.
- [4]桑新柱,余重秀,颜玢玢,等.基于光纤布拉格光栅的化学传感器[J].光学精密工程,2006,14(5):771-774.Sang Xinzhu,Yu Chongxiu,Yan Binbin,et al.Chemical sensor based on a fiber Bragg grating[J].Optics and Precision Engineering,2006,14(5):771-774.(in Chinese)
- [5]袁海龙.腐蚀型光纤光栅在液体介质中的反射谱特性研究[D].南京:南京邮电大学,2014.
- [6]黄德翼,赵明富,罗彬彬,等.基于光纤Bragg光栅的微生物生长过程检测研究[J].压电与声光,2011,33(5):725-728.Huang Deyi,Zhao Mingfu,Luo Binbin,et al.Detection of microorganisms growth process based on fiberBragg grating[J].Piezoelectrics&Acoustooptics,2011,33(5):725-728.(in Chinese)
- [7]曹雪梅.倏逝波光纤Bragg光栅传感器理论及应用研究[D].重庆:重庆理工大学,2012.
- [8]Pereira D.A,Fraza O,Santos J,Fiber Bragg grating sensing system for simultaneous measurement of salinity and temperature[J].Optical Engineering,2004,43(2):299-304.
- [9]罗彬彬.光纤Bragg光栅传感技术及其生化传感应用研究[D].成都:电子科技大学,2012.