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光纤传感技术国家地方联合研究中心
2017-03-13 15:56  

光纤传感技术国家地方联合研究中心是在依托我校电子工程学院及相关学科建立的黑龙江省光纤传感技术工程研究中心基础上建立的,于2013获国家发改委批准成为国家地方联合工程研究中心。目前,本中心已拥有一支专门从事先进光纤传感、计量、监测共性关键技术,安全监测装备研发和产业化应用的专门化科研队伍,工程中心总人数已达58人,其中专职科研人员43人,主持了国家自然科学基金11项,承担两项国家高技术研究发展计划(863计划),多项高水平的应用基础研究成果为国家地方联合创新平台打下坚实的技术储备,形成有力的支撑。

中心紧紧围绕国家“新一代信息技术”发展指南和防灾减灾安全监测工程领域的重大需求,开展光纤传感器工程化、监测仪器的装备化、信息处理智能化方面的研究,开展集寒区工程传感监测信号感知、采集、处理、评价、诊断、预警、防灾减灾预案等关键环节的体系的研究,具体包含六大关键技术:

1)光纤光栅系列传感器工程化技术

凝练寒区行业防灾减灾需求,在精密测量型光纤光栅传感器的结构设计结构、封装工艺、耐久性方面实现重要突破,开展如下关键工程技术研究:

精密小型化封装光纤光栅温度、应变传感器    (损伤监测)

精密小型化封装光纤光栅静力水准传感器  (冻融沉降监测)

小型多维振动监测光纤光栅加速度传感器  (结构安全监测)

精密小型化光纤光栅压力和冰推力传感器  (水利设施监测)

高灵敏度光纤光栅声发射传感器      (结构疲劳损伤监测)

2)特种光纤传感光缆的设计和制作工艺

突破现有光纤传感完全依赖传统的通讯光纤的格局,根据寒区的工程应用设计对关键参量敏感的特种光纤,采用黑龙江大学的光纤拉丝塔设备开发特种光纤传感光缆的设计和制造,开展如下特种光纤技术研究:

多芯温度自补偿光纤传感光缆

拉曼增强型分布式光纤测温光缆

纳米材料增强敏感特性多参量传感光缆

3)光纤光栅信号解调设备的低成本化和实用化技术

光纤光栅传感技术在防灾监测工程中的大规模应用完全依赖于传感信号解调设备的成本因素,只有新型传感解调技术的突破才能打破国外的技术垄断,真正形成相对于电子技术推广的成本优势,开展如下解调技术研究:

基于新型波长解调机制的宽温型光纤光栅传感仪器开发

基于微纳技术的宽温型光纤光栅解调模块、芯片技术开发

基于高速信号处理技术的光纤光栅动态解调技术研究

4)高性能工程化分布式光纤传感监测系统研究

分布式光纤拉曼测温和布里渊应变监测技术在水利大坝、火灾报警、智能电网、石化监测、燃气管道、石油管道等城市生命线领域具有极其重要的价值,应用前景极为广阔,研究内容如下:

长距离(大于30公里)高精度光纤温度应变监测系统

短距离(2公里)、高空间分辨率、高精度光纤温度应变监测系统

超高空间分辨率的后向散射光纤传感系统

采用特种光缆的新型分布式光纤温度应变监测系统

5)针对光纤传感的无线接入技术研究

在寒区的防灾减灾监测和传感计量应用中无线传感网络是未来发展的重点方向,光纤传感网络可在局域实现光纤网络监测,但从整体架构上必须实现无线接入,根据不同的寒区工程监测需求,要采用不同的无线接入方案,需开展如下接入技术研究:

光纤传感系统远程GPRS接入和可靠传输技术

光纤传感系统远程3G网络接入和可靠传输技术

光纤传感器小型传感网络Zigbee等无线组网技术

光纤传感解调模块的小规模自组网技术

6)寒区光纤传感监测分析和评价工程软件

信号的采集仅是寒区安全监测工程应用的环节之一,光纤传感监测需要对海量的传感监测信息进行快速、高效的处理,获得待测对象真实的服役状态,建立从信号采集处理到损伤评价的完整监控体系,开展如下技术研究:

多参量光纤传感信号信息融合算法研究

针对不同工况的风险和损伤评价工程软件

物联网体系下的数据传输和智能应用软件

物联网体系下的传感监测信息保密技术研究

大规模光纤传感网的云计算数据挖掘和决策

本中心经过十多年科学研究积累和工程技术拓展,以国家和省市重点行业的需求为牵引,以底层核心关键技术开发为支撑,产学研多层次和多领域服务社会,取得丰硕的工程技术成果。工程中心已成功研制出系列具有工程实用价值的光纤传感监测系统和装备,涵盖准分布式和连续分布式传感监测技术,经过严格的环境测试和工程现场实践锤炼,形成可广泛用于石化、电力、结构等领域的系列智能光纤传感监测产品,走出了高端科研成果工程化和产业化的创新之路,建成特色鲜明的光纤传感装备研发和制造基地。

下一步,中心进一步将围绕区域特色和优势产业,面向行业的重大需求,有效开展协同创新,提高关键共性技术研发和工程化试验能力,着力解决石油、化工、燃气、高铁、航空、水利、材料等领域精密传感测量、信息安全传输与融合处理、安全监测装备等技术瓶颈问题,促进产业技术进步、结构调整和转型升级,带动学科建设和技术创新,加速科研成果转化,为区域经济和社会发展提供重要技术支撑。我校将在推进国家级创新平台建设过程中,充分发挥综合性大学的多学科优势,高效整合资源,形成具有黑大学科特色的科学研究、技术开发、人才培养和成果转化的高端科技创新平台。

 

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