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问 光纤光栅温度传感技术与喇曼散射温度传感技术的比较
东方客 光纤光栅温度传感技术与喇曼散射温度传感技术的比较光纤光栅温度传感技术与喇曼散射温度传感技术都是新近发展起来的用于测量空间温度分布的光子传感器系统，由于系统具有防燃、防爆、抗腐蚀、抗电磁干扰、在有害环境中使用安全等性能，因而都是世界上具有先进水平的传感技术，但两者各有其适用范围，也各有其特点。以下作一简单比较，仅供参考：一、相同点1）两者同属光纤类传感技术光导纤维最早在光学行业中用于传光及传像。在20世纪70年代初生产出低损光纤后，光纤在通信技术中用于长距离传递信息。但是光导纤维不仅可以作为光波的传播媒质，而且光波在光纤中传播时表征光波的特征参量(振幅、相位、偏振态、波长等)因外界因素(如温度、压力、磁场、电场、位移、转动等)的作用而间接或直接地发生变化，从而可将光纤用作传感元件来探测各种物理量。这就是光纤传感器的基本原理，如图所示。2）两者具有一些共同特性：与传统的传感器相比，光纤传感器的主要特点是：抗电磁干扰，电绝缘，耐腐蚀，本质安全由于光纤传感器是利用光波传输信息，而光纤是电绝缘、耐腐蚀的传输媒质，因而不怕强电磁干扰，也不影响外界的电磁场，并且安全可靠。这使它在各种大型机电、石油化工、冶金高压、强电磁干扰、易燃、易爆、强腐蚀环境中能方便而有效地传感。灵敏度高利用长光纤和光波干涉技术使不少光纤传感器的灵敏度优于一般的传感器。其中有的已由理论证明，有的已经实验证，如测量水声、加速度、辐射、温度、磁场等物理量的光纤传感器。重量轻，体积小，外形可变光纤除具有重量轻、体积小的特点外，还有可绕的优点，因此利用光纤可制成外形各异、尺寸不同的各种光纤传感。这有利于航空、航天以及狭窄空间的应用。测量对象广泛目前已有性能不同的测量温度、压力、位移、速度、加速度、液面、流量、振动、水声、电流、磁场、电压、杂质含量、液体浓度、核辐射等各种物理量、化学量的光纤传感器在现场使用。对被测介质影响小这对于医药生物领域的应用极为有利。便于复用，便于成网有利于与现有光通信技术组成遥测网和光纤传感网络成本低有些种类的光纤传感器的成本将大大小于现在同类传感器。2.不同点1）检测原理不同：基于喇曼散射的光纤温度传感器所检测的物理量是微弱的后向喇曼散射光的光强。微弱的后向喇曼散射光的光强会随着检测光缆周围温度的变化而变化，通过检测后向喇曼散射光的光强从而测知光缆周围的温度值。但后向喇曼散射光的光强不仅非常弱小，而且还会受发光光源稳定性、连接损耗、光缆缺陷、光缆位置的微小变动等因素的影响，从而影响检测结果的可靠性。光纤光栅温度传感器检测的物理量是光纤光栅布拉格波长，是数字式测量技术，具有极高的准确性。光纤光栅布拉格波长会随着光栅周围温度的变化而变化，通过检测光纤光栅布拉格波长的变化从而测知光栅周围的温度值。光纤光栅布拉格波长不受发光光源稳定性、连接损耗、光缆缺陷、光缆位置的微小变动等因素的影响，因而是讫今为止可靠性最高的光纤传感器。2）对光缆的要求不同：基于喇曼散射的光纤温度传感器要求光缆均匀性好、无缺陷，否则会导致测量误差，影响系统检测信号的可靠性；光纤光栅温度传感器采用数字式测量技术，光缆的非均匀性不会使光纤光栅布拉格波长发生变化。因而光纤光栅温度传感器对光缆的均匀性没有特别严格的要求。3）使用寿命不同：由于后向喇曼散射光极其微弱，基于喇曼散射的光纤温度传感器必须使用高功率的激光光源，其使用寿命为 小时量级；光纤光栅温度传感器使用LED光源，使用寿命为 小时量级，比前者高一个数量级，特别适合于在线监测、长期使用。4）主要性能不同：基于喇曼散射的光纤温度传感器受其信号处理方式的局限，温度精度及温度分辨率、空间精度及空间分辨率以及响应时间不可能同时达到很高的水平；光纤光栅温度传感器不受此局限。5）数据处理方式不同：基于喇曼散射的光纤温度传感器对数据的处理方式有两个特点，其一是对时间求平均，其二是对空间求平均，因而响应时间长；光纤光栅温度传感器是把检测的布拉格波长按照其内在规律转换为对应的温度值，不存在求平均的问题。由于喇曼散射光极其微弱，比微弱的瑞利散射光还要低一个数量级，基于喇曼散射的光纤温度传感器要想提高信噪比，提高温度精度，必须增加信号“累加”次数，因而大大延长相应时间。光纤光栅温度传感器无需作“累加”处理，具有很高的响应速度。三、参考结论3．1喇曼散射温度传感技术的主要优点：1）防燃、防爆、抗腐蚀、抗电磁干扰、在有害环境中使用安全；2）分布式温度检测；3）应用范围广；4）可操作性：光纤质轻、径细、柔软，，具有良好的可操作性。3．2喇曼散射温度传感技术的主要缺陷：1）喇曼散射系统的主要缺点是其微弱的散射光信号，大约为入射光的 ，即亿分之一，这样弱的信号使得信号的测量和处理变得很困难，从而严重限制了系统的性能；2）由于使用高功率的激光光源，使用寿命相对较小；3）受其测量原理的局限，测量精度与响应时间互相牵制，要提高测量精度就必须延长响应时间，要减小响应时间，又必须牺牲掉测量精度，二者不能同时达到很高的水平；4）长期使用中的性能稳定性差；5）由于检测信号微弱，信号处理非常复杂，系统造价昂贵；6）如果为了降低平均成本而扩大一套系统的检测区域，这样会使检测光缆的长度很长。这样做虽然降低了平均成本，但又导致另外的后果，那就是检测光缆中几个断点的出现就会使整个系统瘫痪。7）空间分辨率指标太低。如果空间分辨率为8米，将会出现漏报现象。8）系统中所使用的泵浦光源：高功率脉冲半导体激光器，以及探测器APD，不仅使用寿命短，而且难以长时间保持高性能的工作状态，从而影响系统性能。目前为止，高功率脉冲半导体激光器和探测器APD的性能在使用过程中的下降是比较快的。9）系统需要进行特性曲线定标，而系统在进行特性曲线定标时，要求整个线路处于非正常状态，线路的温度平均分布，只有在这种严格条件下测到的曲线才能如实反映光纤的物理特性，系统才能给出正确的温度信息，而要达到这样严格的条件比较困难。10）系统要经常校正零点设置，这不仅会影响系统的正常运行，而且，对零点的设置很难做到绝对准确。
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ebbdf8960b86 出力就是视在功率。P平方+Q平方=S平方有功功率是保持用电设备正常运行所需的电功率，也就是将电能转换为其他形式能量(机械能、光能、热能)的电功率。比如：5.5千瓦的电动机就是把5.5千瓦的电能转换为机械能，带动水泵抽水或脱粒机脱粒；各种照明设备将电能转换为光能，供人们生活和工作照明。有功功率的符号用P表示，单位有瓦(W)、千瓦(kW)、兆瓦(MW)。 无功功率比较抽象，它是用于电路内电场与磁场的交换，并用来在电气设备中建立和维持磁场的电功率。它不对外作功，而是转变为其他形式的能量。凡是有电磁线圈的电气设备，要建立磁场，就要消耗无功功率。比如40瓦的日光灯，除需40多瓦有功功率(镇流器也需消耗一部分有功功率)来发光外，还需80乏左右的无功功率供镇流器的线圈建立交变磁场用。由于它不对外做功，才被称之为“无功”。无功功率的符号用Q表示，单位为乏(Var)或千乏(kVar)。 配电网中的电感性电气设备如变压器、电动机、电焊机、空调器、洗衣机、电冰箱、钠灯、日光灯等投入运行后，不仅要从电力网中吸收有功功率用于做功，而且还要吸收无功功率建立磁场，这样就导致电力客户的自然功率因数一般都比较低。我国对电力客户的用电，规定了必须达到的功率因数标准。
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/db 阿笔 
无价之宝 
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