针对光纤复合架空地线(OpticalFiberCompositeOverheadGroundWire，OPGW)输电线监测中温度变化、杆塔倾斜同时存在等问题，设计了基于光纤光栅的波分复用多参数监测阵列。从理论模型出发推导了光栅应变与温度及倾斜的数学关系，然后将杆塔模型导入到 CMOSOLMultiphysics进行定性分析，最后进行温度及倾斜试验。试验结果表明基于光纤光栅的杆塔温度监测分辨率可达 0.1℃，倾角传感器的倾角相关系数 K值为 0.0501nm/°，证明所提出监测阵列具有良好的电力行业监测应用前景。

电池状态监测对于电池健康运行至关重要。随着电池性能不断提升，应用日益广泛，开发一种经济有效的电池传感系统迫在眉睫。与传统的电池传感技术相比，光纤传感器具有独特的优势，包括灵敏度高、体积小、容易集成、成本低等。本文全面概述了可用于电池状态监测的各种光纤传感器，包括光纤光栅传感器、光纤干涉仪传感器、光纤倏逝波传感器、光纤光致发光传感器和光纤散射传感器等，探讨了其工作原理，介绍了不同传感参数对应的传感方法及其性能。最后，提出了未来电池传感研究的挑战并进行了展望。

利用2个带磁芯的磁性线圈天线和1个声表面波(SAW)谐振式传感器, 开发了无线、无芯片地下传感器系统。首先, SAW由磁性天线的250 MHz交流电沿压电基片生成, 其中, 磁性线圈天线采用铜线圈绕制的大直径Ni0.8Fe0.2核心, 利用传感器的叉指换能器, 将通过传感器上的反射条返回的SAW能量转换为磁通量; 然后, 通过磁性天线发送至读取器, 观察SAW传感器的中心频率随温度的变化, 以进行实时温度监测。结果表明, 在较大的读出距离下, 该文提出的传感器系统对不同的地下温度变化、土壤类型具有鲁棒性。测得的敏感度为0.31 MHz/℃, 线性度为0.95, 具有较好的实用性。

增材制造(AM)技术依据数字化模型,将材料以逐层铺叠的方式制成产品。在逐层铺叠过程中,模型内部不同位置的温度变化较为复杂,为了监测增材制造过程中层叠结构打印模型内部不同位置的温度变化,本研究利用光频域反射技术(OFDR),将分布式光纤嵌入聚乳酸酯(PLA)材料模型内部,实现了对打印过程中任一时刻材料模型内部不同位置的温度变化的监测,同时考虑填充密度对模型温度变化的影响,设置填充密度分别为20%、40%、60%、80%、100%。结果表明,在打印过程中,模型在同一密度下不同位置点的内部温度变化量趋于一致,温度变化量范围为20~40 ℃;根据不同填充密度下模型的温度变化量曲线,将打印过程划分为5个典型阶段,包括光纤嵌入阶段、温度检测孔洞封装阶段、模型填充封装阶段、模型封顶阶段、模型温度回归阶段。分析模型填充封装阶段最高峰值点和模型封顶阶段完成点的温度变化量,发现100%填充密度下AM过程中模型核心最大温度较20%填充密度下高15 ℃,而且随着模型填充密度的增大,打印材料对温度消散的阻碍作用增强。

为了解决由于检测技术原因而导致的医用蒸汽灭菌器温度监测执行率低、设备合格率低等问题, 设计了基于光纤布拉格光栅的医用蒸汽灭菌器温度监测系统, 对整个灭菌过程中温度监测的可行性、精准性和可靠性进行了研究。根据医用蒸汽灭菌器温度监测的相关标准, 运用波分复用技术设计了光纤光栅串传感器件。接着, 基于光纤光栅串传感器件搭建了相应的温度监测系统, 并对整个灭菌过程进行了实时温度监测。最后, 通过分析灭菌过程中各阶段温度随时间的变化, 有效灭菌温度下的灭菌时间, 灭菌器空载、半载及满载腔内各点之间的最大温度差, 来验证该检测系统的性能。监测结果准确地给出了灭菌器灭菌过程中各阶段温度随时间的变化, 所测灭菌器的有效灭菌时间为7.8 min, 空载时腔内各点的最大温差在2 ℃以内, 而满载时可达4.5 ℃。此系统的温度测量范围、分辨率及精度, 时间记录精度及数据存贮能力均达到国家及行业标准要求, 并具备多点监测成本低及可进入狭小区域监测等突出优势。

十字头轴瓦的磨损是压缩机无法正常使用的重要原因之一,实时检测轴瓦处的温度进而来判断轴瓦的磨损情况是确保压缩机安全、高效生产的重要检测手段。针对石化行业复杂的工况环境,提出并设计制备了一种无线耦合光纤布拉格光栅传感器,并用其进行光信号的空间传输以实现轴瓦处温度信号的提取。针对动态测量过程中产生的U型中心波长信号引起的解调温度差值过大的问题,利用插入损耗阈值,将一次动态运行过程中的温度改变量从4 ℃控制到0.1 ℃以内,提高了温度解调的准确度,实现了温度的无线监测。

分布式光纤拉曼温度传感（DTS）系统是一套基于光纤中的拉曼散射效应来实现分布式温度监控的系统，利用光纤中拉曼散射光的强度与光纤的温度状态有关的原理对温度进行实时监测。设计了一套9 km的光纤拉曼测温系统，利用数据采集卡对斯托克斯和反斯托克斯光进行采集，在电脑端对温度进行累加平均处理，将微弱的信号从系统的噪声中提取出来，提高其信噪比。在累加平均16 000次的情况下测温精度达到了±2℃。

针对飞行器机载环境多参量综合测试需求, 研究了一种基于反射光谱特征辨识的光纤布拉格光栅(FBG)气压与温度集成监测方法, 给出了基于膜片式结构的双参量传感机理及其理论模型。 采用基于耦合模理论的OptiGrating软件, 得到不同气压与温度条件下光纤布拉格光栅传感器仿真反射光谱。 在此基础上, 借助弹塑性和恢复性能优良的平膜片感压机构, 构建了膜片式双光纤气压/温度集成监测模型。 研究表明, 恒温条件下应变传感光纤光栅反射光谱随气压增加而逐渐向短波方向偏移, 其中心波长灵敏度约为0.803 0 nm·MPa-1, 且反射谱主峰及其旁瓣峰值均随气压变化呈现良好线性关系; 当气压恒定而温度变化时, 处于仅感温不受力状态的温度传感光纤光栅反射光谱中心波长灵敏度约为9.39 pm·℃-1; 当气压与温度交叉变化时, 能够实现对变温条件下的微小气压变化实时监测。 传感光纤光栅受非均匀应变效应反射光谱存在一定啁啾现象, 其反射光谱旁瓣峰值波长随环境温度、 气压变化均会发生偏移, 具有良好线性关系, 且在不同气压下反射光谱对应的同一阶数旁瓣峰值幅度相等。 该研究能够为航空航天器系统多物理参量在线综合测试提供有益帮助。