测量海水温度分布的光纤光栅传感系统研究.pdf

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1、第38卷第2期华北电力大学学报Vo1．38．No．22011年3月JournalofNorthChinaElectricPowerUniversityMar．，2011测量海水温度分布的光纤光栅传感系统研究李星蓉，李永倩(华北电力大学电气与电子工程学院，河北保定071003)摘要：介绍了基于光纤光栅的传感原理，完成了对光纤光栅温度传感器的实验室标定，得到了每个传感器专门的参数。通过对传感器进行铠装封装，排除了海水压力等因素的影响；设计了200m的光纤光栅传感器阵列，并将其应用到海洋环境探测中。试验对中国南海海域200m深的海水剖面温度进行了测试。提出

2、了对测量数据应用Levenberg—Marquardt算法进行曲线拟合处理的方法，并验证了此方法的有效性。通过曲线拟合，温度测量的精度高于0．2℃，达到了试验目的，对海洋环境的研究有实用价值。关键词：光纤光栅；传感系统；光栅阵列；曲线拟合中图分类号：TN929．1l文献标识码：A文章编号：1007—2691(2011)02—0080—04ResearchonopticfiberBragggratingtemperaturesensingsystemforseawatermeasurementLIXing—rong，LIYong-qian(School

3、ofElectricalandElectronicEngineering，NorthChinaElectricPowerUniversity，Baoding071003，China)Abstract：TheprincipleofFBGtemperaturemonitoringwasintroduced，thecalibrationworkforFBGtemperaturesensorswerefinishedinlaboratory，eachsensor’Sspecificparameterswasobtained．Fromsophisticated

4、sensorpackage，thesensorscaneliminatetheeffectbywaterpressureandotherfactors，thensensorswerescreenedoutforexperiment．200mopticfiberBragggratingsensorarraywasdesigned，andwasusedinmarineenvironmentdetection．Theexperi—mentswereperformedinSouthChinaSeaandgot200metersdeepseawaterprof

5、iletemperature．Thecurvefittingmeth—odwasproposedtoprocessthedatabasedonLevenberg—Marquardtalgorithm．Bycurvefittingtothedataacquired，theprecisionWasbetterthan0．2℃．whichverifiedtheeffectivenessofthemethod．Thisresulthaspracticalvalueforma—fineenvironmentdetection．Keywords：opticfib

6、ergrating；sensingsystem；fibergratingarray；curvefitting题是：数据采集的实效性、监测站点的网络化、0引言监测数据的实时传输、以及降低成本和提高可靠性等J。用光纤传感器可以同时测量海水的深度、我国是一个海洋大国，但不是一个海洋强国。温度、水流、盐度等参数，因此如何把光纤传感与世界上先进的海洋国家相比，我国的海洋经济器应用于海洋探测成为了目前研究的热点。光纤产值在国内生产总值中所占的比重不高，我国的布喇格光栅(FBG)传感器作为一种新型光纤传海洋自动监测仪器和信息平台技术在海洋经济中感器，易实现波分、时

7、分复用，可构成大数目的的比重更是微乎其微¨。传感器阵列便于进行分布式测量．4J，把传感器阵当前，海洋环境监测系统急需解决的主要问列应用于海洋监测，可以方便的获得海水的温度分布，从而为海洋的开发研究提供参考资料。试收稿日期：2010～O5—06．验设计了2001TI长的FBG传感器阵列，对我国南基金项目：国家“863”项目“光纤温度链及测量技术”(2006AAO9Z141)；华北电力大学青年教师基金海海域的海水温度分布进行了测量，并对所测得(200811006)．的数据进行了分析处理，得出了有益的结论。并第2期李星蓉，等：测量海水温度分布的光纤光栅传感

8、系统研究81且，用光纤光栅传感器阵列可以有效降低测量成3dB偶合器FBG1FBG2⋯⋯FBGn本，提高测量的