光纖管道傳感檢測(cè)系統(tǒng).doc

泉州市科技局公開征集產(chǎn)業(yè)重大關(guān)鍵技術(shù)解決方案撰寫提綱方案名稱：光纖管道傳感檢測(cè)系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域：光學(xué)與光纖傳感材料、器件及技術(shù)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域：科學(xué)研究和技術(shù)服務(wù)和地質(zhì)勘查業(yè)方案申請(qǐng)單位（蓋章）：廈門大學(xué)方案負(fù)責(zé)人：李森森單位法人代表：朱崇實(shí)通訊地址：廈門大學(xué)海韻園區(qū)聯(lián)系電話13950006177推薦部門：廈門大學(xué)科技處起止時(shí)間：2015年06月至2018年06月一、方案概述（簡(jiǎn)要說(shuō)明方案立項(xiàng)的必要性、方案目標(biāo)、研究?jī)?nèi)容、技術(shù)方案、籌資方案、組織方式、相關(guān)基礎(chǔ)條件等）本方案將研制采用新型光纖及器件的管道壓力、溫度、流速/流量、應(yīng)變等多參數(shù)傳感器，及其在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，解決當(dāng)前管網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)難以實(shí)現(xiàn)分布式、多點(diǎn)、多參數(shù)在線監(jiān)測(cè)和信號(hào)傳輸與融合問(wèn)題，為管網(wǎng)系統(tǒng)的安全、高效、合理調(diào)度和運(yùn)行提供保障。研究?jī)?nèi)容主要包括：用于傳感的新型光纖和器件；基于光纖光柵和光纖干涉原理的壓力、溫度、流速、應(yīng)變傳感器及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；傳感器的制作工藝和封裝技術(shù)；傳感器信號(hào)檢測(cè)和處理技術(shù)；傳感系統(tǒng)的組網(wǎng)和通信、顯示技術(shù)。廈門大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院在光纖傳感技術(shù)方面有20多年的研究基礎(chǔ)和較強(qiáng)的產(chǎn)品開發(fā)實(shí)力，在本方案的關(guān)鍵技術(shù)上有許多獨(dú)到的技術(shù)和優(yōu)勢(shì)，已在新型光纖與器件、光纖傳感技術(shù)方面申請(qǐng)和獲得了10多項(xiàng)專利，發(fā)表了100多篇論文，完成了10多項(xiàng)的科研項(xiàng)目。合作單位泉州日新流量?jī)x器儀表有限公司在管道傳感器和檢測(cè)儀表方面有多年的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)和應(yīng)用歷史，有雄厚的產(chǎn)品開發(fā)實(shí)力和條件，建有全省技術(shù)領(lǐng)先的氣體和液體流量檢定裝置和系統(tǒng)，經(jīng)常受省相關(guān)部門委托為其它企業(yè)的產(chǎn)品提供檢定服務(wù)。前期雙方已經(jīng)在光纖壓力、溫度和流速傳感器的研制方面進(jìn)行了緊密合作，加工試制了初步的樣品，為本方案的實(shí)施提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。二、方案立項(xiàng)必要性分析2.1國(guó)內(nèi)外相關(guān)發(fā)展?fàn)顩r及方案需求分析 在工業(yè)生產(chǎn)和民用領(lǐng)域，各種管道是維持和維護(hù)生產(chǎn)和生活過(guò)程正常進(jìn)行的關(guān)鍵和重要基礎(chǔ)設(shè)施，對(duì)生產(chǎn)和生活正常進(jìn)行起到非常重要的作用。本方案主要針對(duì)供水和供氣管道當(dāng)前在壓力、溫度、應(yīng)變、流速/流量等多個(gè)參數(shù)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)的需要，以及在實(shí)施管道參數(shù)的多點(diǎn)、分布、長(zhǎng)距離監(jiān)測(cè)和信號(hào)傳輸方面遇到的難題，提出研制采用新型光纖和器件的多參數(shù)光纖傳感器和在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，克服當(dāng)前采用傳統(tǒng)電子式傳感器件在實(shí)際應(yīng)用中的瓶頸和大規(guī)模應(yīng)用遇到的問(wèn)題，為管網(wǎng)系統(tǒng)的參數(shù)監(jiān)測(cè)提供新的途徑，具有較大的創(chuàng)新意義和應(yīng)用價(jià)值。由于管道系統(tǒng)應(yīng)用的領(lǐng)域較多，下面我們以城市供水管道為例（供氣管道情況相似），具體闡述管網(wǎng)系統(tǒng)參數(shù)監(jiān)測(cè)的意義和作用。 近年來(lái)隨著城鎮(zhèn)建設(shè)速度的加快，自來(lái)水供水管網(wǎng)越來(lái)越龐大且分散。目前在國(guó)內(nèi)各地的管網(wǎng)中，壓力、流量和溫度傳感器的數(shù)量存在著很大的不足，在一些三線城市管網(wǎng)中甚至沒(méi)有安裝相應(yīng)的檢測(cè)儀器，無(wú)法進(jìn)行管網(wǎng)系統(tǒng)的在線監(jiān)測(cè)、調(diào)度和預(yù)警。各地每年都會(huì)因管網(wǎng)壓力不當(dāng)或其它因素引起漏損，造成巨大的水資源浪費(fèi)和經(jīng)濟(jì)損失，有的地區(qū)漏損率甚至達(dá)到3040%。在管網(wǎng)系統(tǒng)中，壓力、溫度和流速/流量是管網(wǎng)運(yùn)行的關(guān)鍵參數(shù)，特別是通過(guò)壓力參數(shù)可以對(duì)管道及設(shè)備運(yùn)行狀況進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的信息管理。如果能將管網(wǎng)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的多種信息實(shí)時(shí)感測(cè)記錄并直觀顯示，對(duì)了解管網(wǎng)當(dāng)前運(yùn)行狀況，合理調(diào)度與決策，保障自來(lái)水供水管網(wǎng)經(jīng)濟(jì)、可靠運(yùn)行將起到十分重要的作用。因此，開發(fā)能檢測(cè)管道內(nèi)流體壓力、溫度、流速/流量，以及管道應(yīng)變、振動(dòng)（與管道泄漏有關(guān)）的傳感器，對(duì)建立起一套管網(wǎng)狀態(tài)參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，建設(shè)節(jié)約型、智能和信息化城市，保護(hù)環(huán)境和保障生產(chǎn)生活正常進(jìn)行，都具有非常重要的意義。2.2預(yù)期解決的重大問(wèn)題 在現(xiàn)有城鎮(zhèn)供水調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)中，由于各管網(wǎng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)分布范圍廣、數(shù)量多、距離遠(yuǎn)，個(gè)別還地處偏僻，采用傳統(tǒng)電信號(hào)傳感和傳輸?shù)谋O(jiān)測(cè)系統(tǒng)存在電纜鋪設(shè)難度大、運(yùn)行費(fèi)用高、監(jiān)測(cè)點(diǎn)需要供電、各種傳感器集成和融合困難、不便于大規(guī)模使用等實(shí)際中難以解決的問(wèn)題。為解決這一難題，近年來(lái)也有不少?gòu)S家開始研究如何將現(xiàn)有的電傳感器在供水管網(wǎng)中應(yīng)用，以及如何將多個(gè)參量的傳感器集成在一個(gè)裝置上。但由于不同參量的傳感器檢測(cè)原理通常都截然不同，還存在相互干擾的問(wèn)題，集成難度很大；另外，這些基于電信號(hào)的傳感器在檢測(cè)和傳輸時(shí)極易受到環(huán)境電磁場(chǎng)和氣候情況的干擾，同時(shí)，傳感器的遠(yuǎn)距離供電和信號(hào)傳輸困難，多個(gè)傳感器集成時(shí)裝置的功耗太大也導(dǎo)致較嚴(yán)重的問(wèn)題。目前，這些難題在實(shí)際中還未得到根本性地解決，阻礙了管網(wǎng)系統(tǒng)智能化、信息化的進(jìn)程。 光纖技術(shù)在通信和其它傳感應(yīng)用領(lǐng)域已取得了很大的進(jìn)展，采用光纖的傳感和傳輸方案與上述基于電信號(hào)的傳感、傳輸技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)勢(shì)。光纖傳感器是基于光波信號(hào)工作的，傳感頭無(wú)需供電。同時(shí)，光纖的傳輸損耗又非常小（0.2dB/km），因此可以方便地實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離信號(hào)傳感和信號(hào)傳輸，可以把傳感和傳輸融合在一根光纖上實(shí)現(xiàn)。采用光纖光柵設(shè)計(jì)的的壓力、溫度、流速/流量、應(yīng)變傳感器可以非常方便地集成，通過(guò)一根光纖將各傳感器串接成一個(gè)傳感網(wǎng)絡(luò)，具有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無(wú)需供電、運(yùn)行維護(hù)方便、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。另外，光纖傳感器在供水和其它易燃易爆管道的行業(yè)應(yīng)用具有天然的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)楣饫w傳感器在工作時(shí)不帶電，有很高的安全性，耐腐蝕，和水的兼容性好，可以簡(jiǎn)化傳感器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)，使成本降低。目前，光纖傳感器已廣泛應(yīng)用于土木工程、橋梁隧道、煤炭石化、航天航空、電力等行業(yè)，是新一代的傳感技術(shù)有良好的發(fā)展趨勢(shì)。供水管網(wǎng)作為城市極為重要的基礎(chǔ)設(shè)施，與城鄉(xiāng)民生、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展密切相關(guān)。國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的廣闊需求以及現(xiàn)有合用傳感器的不足，給光纖傳感器及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在供水及其它管網(wǎng)方面應(yīng)用提供了很大的發(fā)展空間，具有廣闊的市場(chǎng)前景。2.3 對(duì)我市和區(qū)域經(jīng)濟(jì)的作用廈門大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院在光纖傳感技術(shù)方面有20多年的研究基礎(chǔ)和較強(qiáng)的產(chǎn)品開發(fā)實(shí)力，在本方案的關(guān)鍵技術(shù)上有許多獨(dú)到的技術(shù)和優(yōu)勢(shì)，已在新型光纖與器件、光纖傳感技術(shù)方面申請(qǐng)和獲得了10多項(xiàng)專利，發(fā)表了100多篇論文，完成了10多項(xiàng)的科研項(xiàng)目。合作單位泉州日新流量?jī)x器儀表有限公司在管道傳感器和檢測(cè)儀表方面有多年的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)和應(yīng)用歷史，有雄厚的產(chǎn)品開發(fā)實(shí)力和條件，建有全省技術(shù)領(lǐng)先的氣體和液體流量檢定裝置和系統(tǒng)，經(jīng)常受省相關(guān)部門委托為其它企業(yè)的產(chǎn)品提供檢定服務(wù)。公司自主研發(fā)了一系列的管道測(cè)試儀表，如UNKT型動(dòng)差智能流量計(jì)已申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利。公司產(chǎn)品已形成4大類、8個(gè)系列、300多種規(guī)格，在石油、化工、燃?xì)狻⒅圃?、食品、?biāo)準(zhǔn)計(jì)量及筑路機(jī)械等系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用，可為本方案研發(fā)的新型光纖傳感器提供產(chǎn)業(yè)化方面的強(qiáng)力支持。本方案對(duì)我市乃至我省在管道監(jiān)測(cè)技術(shù)方面走在國(guó)內(nèi)前列、保障生產(chǎn)和生活設(shè)施正常安全運(yùn)行、建設(shè)信息化、智能化、科學(xué)化管理和調(diào)度的管網(wǎng)系統(tǒng)都具有重要意義。三、方案目標(biāo)和任務(wù)3.1總體目標(biāo)、研究?jī)?nèi)容及考核指標(biāo)（技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)，示范基地、中試線、試驗(yàn)平臺(tái)和基地、生產(chǎn)線及其規(guī)模等相關(guān)產(chǎn)業(yè)化指標(biāo)）1、總體目標(biāo) 研制采用新型光纖及器件的管道壓力、溫度、流速/流量、應(yīng)變等多參數(shù)傳感器，及其在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，解決當(dāng)前管網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)難以實(shí)現(xiàn)分布式、多點(diǎn)、多參數(shù)在線監(jiān)測(cè)和信號(hào)傳輸與融合問(wèn)題，為管網(wǎng)系統(tǒng)的安全、高效、合理調(diào)度和運(yùn)行提供保障。2、研究?jī)?nèi)容（1）用于傳感的新型光纖和器件 研究截面非圓對(duì)稱光纖或多芯光纖及其光纖光柵器件，制作基于彎曲導(dǎo)致纖芯應(yīng)變從而使光纖光柵中心波長(zhǎng)變化的光纖壓力和 流速傳感器。（2）基于光纖光柵和光纖干涉原理的壓力、溫度、流速、應(yīng)變傳感器及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 研究如何將測(cè)量壓力的彈性膜片與光纖光柵組合構(gòu)成傳感測(cè)量元件；研究如何采用懸臂梁結(jié)構(gòu)、或彎曲敏感的非圓對(duì)稱或多芯 光纖光柵實(shí)現(xiàn)流速測(cè)量；研究如何通過(guò)多根光纖光柵的組合實(shí)現(xiàn)壓力、流速、應(yīng)變和溫度的同時(shí)測(cè)量；研究采用光纖斐索干涉儀實(shí)現(xiàn)彈性膜片與光纖端面距離的絕對(duì)測(cè)量，單獨(dú)或校正基于光纖光柵的壓力傳感器。（3）傳感器的制作工藝和封裝技術(shù) 研究光纖傳感器的全金屬化封裝方法，克服采用膠水存在的蠕變和長(zhǎng)期穩(wěn)定性問(wèn)題；研究光纖傳感器傳感頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和密封 技術(shù)，使之適用于液體和腐蝕氣體環(huán)境下的測(cè)量，提高其長(zhǎng)期可靠性和穩(wěn)定性。（4）傳感器信號(hào)檢測(cè)和處理技術(shù) 研究如何從噪聲中提取微弱的傳感信號(hào)，研究采用新的頻域信號(hào)處理技術(shù)提高傳感器的靈敏度。（5）傳感系統(tǒng)的組網(wǎng)和通信、顯示技術(shù) 研究如何結(jié)合波分復(fù)用、空分復(fù)用、和時(shí)分復(fù)用技術(shù)實(shí)現(xiàn)多傳感器的組網(wǎng)，以及傳感信號(hào)的光纖遠(yuǎn)距離傳輸技術(shù)；研究如何通過(guò) 有線和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)（移動(dòng)通信或wifi網(wǎng)絡(luò)）實(shí)現(xiàn)傳感器表頭數(shù)據(jù)的回傳和顯示。擬重點(diǎn)解決的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題（1）新型光纖設(shè)計(jì)及器件的特性分析；（2）采用光纖光柵傳感器存在的應(yīng)變與溫度交叉敏感問(wèn)題；（3）傳感器的制作工藝和封裝；（4）傳感器微弱信號(hào)的檢測(cè)技術(shù)；（5）多傳感器的融合與遠(yuǎn)距離信號(hào)傳輸，傳感器表頭數(shù)據(jù)的回傳技術(shù)3、主要技術(shù)指標(biāo)壓力傳感器：量程可根據(jù)需要分段設(shè)定，總測(cè)量范圍070 Mpa；精度：1/10002.5/1000 （滿量程）；溫度傳感器：-20150 oC，精度:0.2 oC；流速傳感器：035m/s，精度：優(yōu)于1% （滿量程）；應(yīng)變傳感器：05000 ue(微應(yīng)變），精度：優(yōu)于1/1000；傳感頭無(wú)需供電，可遠(yuǎn)距離（5 Km）工作；除了在系統(tǒng)的集中控制機(jī)房集中顯示各傳感頭的信息，還提供移動(dòng)式顯示表頭，顯示各傳感器對(duì)應(yīng)的測(cè)量結(jié)果和數(shù)據(jù)；監(jiān)測(cè)系統(tǒng)傳感器個(gè)數(shù)：504、擬達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)新增產(chǎn)值：300萬(wàn)元新增利潤(rùn)：30萬(wàn)元新增稅金：30萬(wàn)元3.2年度計(jì)劃及其考核指標(biāo)2015年06月-2015年11月 調(diào)研和分析管網(wǎng)系統(tǒng)對(duì)壓力、溫度、流速/流量、應(yīng)變傳感器的技術(shù)和應(yīng)用需求，現(xiàn)有傳感器的特性和指標(biāo)，設(shè)計(jì)和制作新型的光纖傳感器。2015年12月-2016年05月 對(duì)光纖傳感器的制作工藝和特性進(jìn)行細(xì)致的研究和分析，尋找最佳的材料和設(shè)計(jì)制作方案。完成光纖壓力、應(yīng)變、流速、溫度傳感器的初步制作和測(cè)量。2016年06月-2016年11月 結(jié)合實(shí)際應(yīng)用的特點(diǎn)，研究傳感器在實(shí)際應(yīng)用中的安裝方式和信號(hào)傳輸方式，考慮解決各種復(fù)雜環(huán)境因素，尤其是溫度變化對(duì)傳感器性能的影響問(wèn)題。2016年12月-2017年05月 進(jìn)一步完善壓力、應(yīng)變、流速/流量與溫度傳感器的材料和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與封裝，研究傳感器的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)，制作出性能指標(biāo)達(dá)到要求的光纖傳感器；同時(shí)研究傳感測(cè)量結(jié)果有線與無(wú)線回傳的方法，研制相關(guān)的系統(tǒng)軟件，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)表頭的數(shù)據(jù)顯示。2017年06月-2017年11月 研究和改善傳感器制作和封裝工藝，解決產(chǎn)品可靠性和一致性問(wèn)題；完善系統(tǒng)軟件和移動(dòng)表頭信號(hào)回傳的通信方式，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)式的數(shù)據(jù)顯示終端。研究產(chǎn)品性能的標(biāo)定方式和規(guī)范制作程序，完成相關(guān)產(chǎn)品的檢驗(yàn)和證書。2017年12月-2018年05月 總結(jié)研發(fā)成果，申請(qǐng)相關(guān)專利，撰寫研究論文，提交項(xiàng)目結(jié)題和驗(yàn)收的材料和報(bào)告，準(zhǔn)備驗(yàn)收工作。2018年06月 項(xiàng)目驗(yàn)收。3.3 聯(lián)合單位任務(wù)分工情況廈門大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院：負(fù)責(zé)管道參數(shù)光纖傳感器及系統(tǒng)的研制和應(yīng)用技術(shù)的開發(fā)。泉州日新流量?jī)x器儀表有限公司：負(fù)責(zé)提供實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所和協(xié)助廈門大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院進(jìn)行相關(guān)產(chǎn)品的研制及性能檢定，產(chǎn)品的推廣應(yīng)用。四、方案技術(shù)方案4.1技術(shù)路線、技術(shù)方案及其先進(jìn)性和可行性分析（說(shuō)明其主要技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)）1、技術(shù)路線和技術(shù)方案（1）為使光纖Bragg光柵（FBG）的中心波長(zhǎng)對(duì)彎曲敏感，以便用于設(shè)計(jì)制作一體化的壓力和流速傳感器，必須將圓形的光纖截面改造為非圓對(duì)稱形狀，或者使用雙芯和多芯的光纖。我們是國(guó)內(nèi)最早開始進(jìn)行非圓對(duì)稱光纖光柵和雙芯/多芯光纖光柵的研究單位，在非圓對(duì)稱光纖（如D型光纖）和雙芯/多芯光纖及器件的制作方面做了大量的理論分和實(shí)驗(yàn)研究，取得了一系列的研究成果。已經(jīng)研制出多種D型光纖、雙芯光纖、以及采用多芯光纖的傳感器，在彎曲、位移、加速度、振動(dòng)、流速、溫度傳感器方面已取得初步的實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果。這些工作為本項(xiàng)目的研究和應(yīng)用打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。（2）對(duì)于采用光纖光柵的壓力傳感器，我們將設(shè)計(jì)一種新穎的結(jié)構(gòu)，使彈性膜片受壓力影響中心點(diǎn)產(chǎn)生位移時(shí)，帶動(dòng)附著其上的FBG受力應(yīng)變導(dǎo)致其中心波長(zhǎng)發(fā)生變化。溫度對(duì)FBG中心波長(zhǎng)的影響可以通過(guò)與其串聯(lián)的另一根不受膜片影響的FBG測(cè)量。（3）對(duì)于采用斐索干涉儀的壓力測(cè)量方案，我們擬將光纖端面鍍膜提高其反射率，并在彈性膜片對(duì)應(yīng)位置粘貼高反射率鏡，提高干涉儀的精細(xì)度。同時(shí)，為了克服光纖斐索干涉儀偏置點(diǎn)漂移對(duì)靈敏度的影響，提出用兩根端面與外反射鏡距離不同的緊靠光纖構(gòu)成兩個(gè)斐索干涉儀，同時(shí)測(cè)量彈性膜片在壓力影響下的變化。只要合理設(shè)置兩根光纖端面到反射面的距離，就可以從兩個(gè)干涉儀的輸出信號(hào)獲得不受偏置點(diǎn)漂移影響的結(jié)果。（4）管道的應(yīng)變和振動(dòng)可以通過(guò)緊貼其內(nèi)或外表面的光纖應(yīng)變傳感器測(cè)量。我們?cè)O(shè)計(jì)了一種一體化的光纖應(yīng)變和溫度傳感器，通過(guò)玻璃纖維材料將兩個(gè)FBG嵌入其中，但兩個(gè)FBG不在同一個(gè)平面上，是一種“Z”字型結(jié)構(gòu)。這樣當(dāng)其中一個(gè)FBG所在的面與管壁粘貼時(shí)，另一個(gè)FBG處于不受管壁應(yīng)變干擾的狀態(tài)。這樣當(dāng)其中一個(gè)FBG檢測(cè)管壁應(yīng)變時(shí)，另一個(gè)FBG起到檢測(cè)溫度及補(bǔ)償作用。（5）對(duì)于采用FBG的流速傳感器，我們將采用兩種方案。第一種方案是基于懸臂梁結(jié)構(gòu)的靶式流速流量傳感器，將兩個(gè)FBG分別貼在懸臂梁的上下（或前后）兩面，當(dāng)氣體或液體流動(dòng)引起懸臂梁應(yīng)變時(shí)，F(xiàn)BG的中心波長(zhǎng)就會(huì)發(fā)生變化。這種方案實(shí)際應(yīng)用時(shí)須解決FBG應(yīng)變和溫度交叉敏感、以及兩個(gè)FBG應(yīng)變和溫度系數(shù)不一致的問(wèn)題。我們將FBG的應(yīng)變系數(shù)看作溫度和應(yīng)變的函數(shù)，提高補(bǔ)償?shù)臏?zhǔn)確度。第二種光纖流速傳感器方案將采用彎曲敏感的雙芯和多芯光纖FBG。我們首先在雙芯和多芯光纖的各芯子里通過(guò)紫外激光在同一個(gè)位置寫入FBG。由于雙芯或多芯光纖中的各FBG在光纖受到彎曲時(shí)感受到的應(yīng)變并不相同，則可通過(guò)各FBG的變化判斷光纖所受的彎曲大小和方向。同時(shí)，溫度對(duì)各FBG的影響又是相同的，這樣通過(guò)各FBG波長(zhǎng)差可以消除環(huán)境溫度對(duì)結(jié)果的影響。如果光纖的彎曲與管道內(nèi)流體的流速成正比，則只用一根光纖就可以實(shí)現(xiàn)流速的測(cè)量。由于光纖具有良好的柔韌性，可以測(cè)量較大范圍的流速。無(wú)膠的傳感器設(shè)計(jì)又使這種傳感器沒(méi)有長(zhǎng)期蠕變等問(wèn)題，具有良好的可靠和穩(wěn)定性。（6）光纖光柵中心波長(zhǎng)的變化可以通過(guò)掃描濾波法（如采用電壓控制的光纖可調(diào)F-P干涉儀）或掃描激光法測(cè)量，已有多家公司的產(chǎn)品可以實(shí)現(xiàn)這一目的。測(cè)量快速變化的壓力或應(yīng)變可以采用邊沿解調(diào)法實(shí)現(xiàn)。（7）對(duì)已獲得的傳感器微弱信號(hào)，可以采用時(shí)域多次平均疊加法提高信噪比。我們?cè)缙谠谖⑷鯕怏w傳感中采用這一方法，已取得良好的測(cè)量結(jié)果。對(duì)于以一定頻率變化的壓力或振動(dòng)，可通過(guò)快速傅里葉變換，在頻域?qū)π盘?hào)進(jìn)行處理。初步實(shí)驗(yàn)已取得良好的結(jié)果。（8）對(duì)于多點(diǎn)、多參數(shù)及多個(gè)傳感器的組合和融合問(wèn)題，我們將結(jié)合波分復(fù)用、空分復(fù)用和時(shí)分復(fù)用技術(shù)實(shí)現(xiàn)。例如，將各傳感器中的光纖光柵中心波長(zhǎng)設(shè)置為不同數(shù)值進(jìn)行復(fù)用，或通過(guò)光纖分路器將不同傳感器進(jìn)行空分復(fù)用，或?qū)⒐庠凑{(diào)制對(duì)各傳感器實(shí)現(xiàn)時(shí)分復(fù)用。由于光纖的傳輸損耗極低，分布在長(zhǎng)途管線的各傳感器可以通過(guò)光纖連接，將信號(hào)送到集中的信號(hào)處理中心，實(shí)現(xiàn)集中的信號(hào)處理和控制。（9）如果需要在檢測(cè)點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)顯示數(shù)據(jù)或讀數(shù)，可以從集中的信號(hào)處理中心通過(guò)同一根或另一根光纖將信號(hào)回傳。由于這種集中處理、信號(hào)回傳模式工作的系統(tǒng)不需要在檢測(cè)點(diǎn)單獨(dú)安裝功能比較復(fù)雜的電路模塊、處理器及其它元器件，可以大大簡(jiǎn)化檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)，提高系統(tǒng)的可靠性。本項(xiàng)目還將采用一種創(chuàng)新的顯示方案，利用目前比較普及和成本低廉的移動(dòng)通信終端作為傳感器的顯示表頭，將信號(hào)處理中心獲得的數(shù)據(jù)通過(guò)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)或wifi發(fā)送到移動(dòng)終端顯示，進(jìn)一步提高顯示的靈活性。2、主要技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)（1）首次將非圓對(duì)稱光纖和多芯光纖光柵傳感器應(yīng)用于管道壓力和流速測(cè)量，并提出采用光纖光柵同時(shí)檢測(cè)壓力與溫度、流速與溫度的方案；（2）通過(guò)對(duì)光纖光柵應(yīng)變系數(shù)、溫度系數(shù)的深入研究和分析，解決光纖光柵應(yīng)變與溫度交叉敏感的問(wèn)題。將新的算法應(yīng)用于基于 懸臂梁結(jié)構(gòu)的靶式流速傳感器，提高傳感器的檢測(cè)精度；（3）將一種新的雙光纖斐索干涉儀應(yīng)用于壓力傳感器，克服偏置點(diǎn)漂移對(duì)傳感器靈敏度影響的難題；（4）提出一種新的傳感器信號(hào)頻域處理方法，提高系統(tǒng)對(duì)傳感器微弱信號(hào)的提取能力。經(jīng)初步實(shí)驗(yàn)，采用新的方法可以將傳感器輸出信號(hào)的信噪比提高10倍以上；（5）通過(guò)新的設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)，將壓力、應(yīng)變、流速、溫度傳感器信號(hào)融合在一根光纖，實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)系統(tǒng)多參數(shù)、多點(diǎn)、多傳感器同時(shí)測(cè)量；（6）在傳感器測(cè)量結(jié)果的顯示和傳輸方式上，提出一種創(chuàng)新的“移動(dòng)表頭”顯示方式和概念。與傳統(tǒng)的表頭與傳感器集成一體的不同， 本方案用于顯示測(cè)量結(jié)果的表頭和傳感器可以是分離的，對(duì)應(yīng)各傳感器的顯示數(shù)據(jù)可以通過(guò)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中心通過(guò)無(wú)線的移動(dòng)通信方式（如3G或wifi網(wǎng)絡(luò)）發(fā)送到常規(guī)或特制的移動(dòng)顯示終端，檢查人員可以在各監(jiān)測(cè)點(diǎn)通過(guò)移動(dòng)終端實(shí)時(shí)獲得各傳感器的信息。這種新的方案特別適合光纖傳感系統(tǒng)的信號(hào)處理特點(diǎn)，具有較大的實(shí)際意義。4.2知識(shí)產(chǎn)權(quán)分析與對(duì)策（含國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力分析）廈門大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院在光纖傳感技術(shù)方面有20多年的研究基礎(chǔ)和較強(qiáng)的產(chǎn)品開發(fā)實(shí)力，在本項(xiàng)目的關(guān)鍵技術(shù)上有許多獨(dú)到的技術(shù)和優(yōu)勢(shì)，已在新型光纖與器件、光纖傳感技術(shù)方面申請(qǐng)和獲得了10多項(xiàng)專利，發(fā)表了100多篇論文，完成了10多項(xiàng)的科研項(xiàng)目；本方案開發(fā)的產(chǎn)品和技術(shù)在管道參數(shù)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域具有較大的創(chuàng)新性，與本方案有關(guān)的幾項(xiàng)專利正在申請(qǐng)中。合作單位泉州日新流量?jī)x器儀表有限公司在管道傳感器和檢測(cè)儀表方面有多年的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)和應(yīng)用歷史，有雄厚的產(chǎn)品開發(fā)實(shí)力和條件，建有全省技術(shù)領(lǐng)先的氣體和液體流量檢定裝置和系統(tǒng)，經(jīng)常受省相關(guān)部門委托為其它企業(yè)的產(chǎn)品提供檢定服務(wù)。公司自主研發(fā)了一系列的管道測(cè)試儀表，如UNKT型動(dòng)差智能流量計(jì)已申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利。公司產(chǎn)品已形成4大類、8個(gè)系列、300多種規(guī)格，在石油、化工、燃?xì)?、制造、食品、?biāo)準(zhǔn)計(jì)量及筑路機(jī)械等系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用，可為本項(xiàng)目研發(fā)的新型光纖傳感器提供產(chǎn)業(yè)化方面的強(qiáng)力支持。4.3預(yù)期產(chǎn)品的市場(chǎng)分析或技術(shù)成果應(yīng)用分析本方案的產(chǎn)業(yè)化和推廣應(yīng)用，將為供水、供送氣領(lǐng)域的儀器儀表和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)帶來(lái)產(chǎn)業(yè)升級(jí)、信息化、智能化等一系列改變，產(chǎn)生良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益，如有效的減少了城市自來(lái)水供水管網(wǎng)因壓力不當(dāng)或其他因素引起漏損造成巨大的資源浪費(fèi)。當(dāng)產(chǎn)品成熟并推向市場(chǎng)后，其潛在的經(jīng)濟(jì)效益可達(dá)1000萬(wàn)/年以上。五、基礎(chǔ)條件和優(yōu)勢(shì)5.1方案申報(bào)單位和合作單位的基本情況（包括與方案實(shí)施相關(guān)的實(shí)力和基礎(chǔ)，以往的業(yè)績(jī)和成就，承擔(dān)相關(guān)方案情況）廈門大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院光波技術(shù)研究所在光纖技術(shù)與應(yīng)用方面，對(duì)多種光纖通信器件與光纖傳感器作了長(zhǎng)期和系統(tǒng)、深入地研究。如對(duì)光纖光柵的理論與特性做了深入細(xì)致的研究，研制了新的光纖光柵壓力、溫度、流速、應(yīng)變、彎曲、位移、加速度等傳感器；共發(fā)表各類學(xué)術(shù)論文100多篇，申請(qǐng)和獲得專利10多項(xiàng)。主持包括國(guó)家自然科學(xué)基金、省部級(jí)基金、企事業(yè)單位委托項(xiàng)目等共10多項(xiàng)研究和開發(fā)項(xiàng)目。研究所儀器設(shè)備包括多種可進(jìn)行光波導(dǎo)、光纖光學(xué)、微波與射頻技術(shù)研究和實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵設(shè)備，如：高精度光譜分析儀（ANDO AQ6317B）、1500nm1640nm高波長(zhǎng)精度可調(diào)激光光源、光時(shí)域反射OTDR (EXFO FTB7300D)，光偏振分析儀(Thorlabs, USA)、Ocean Optics紫外可見光譜分析儀(USB2000)，小型光纖拉絲機(jī)、光纖拉錐系統(tǒng)，光纖熔接機(jī)，磁控濺射儀，高功率CO2激光器，980nm大功率激光光源，光纖放大器，寬帶示波器、頻譜測(cè)量?jī)x， AV3619型矢網(wǎng)儀、TU-1901型分光光度計(jì)、KW型勻膠機(jī)，以及其它相關(guān)的各種波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器、固體激光器、寬帶光源、光功率計(jì)、光學(xué)元器件等。合作單位泉州日新流量?jī)x器儀表有限公司是一家在管道流量、壓力檢測(cè)儀器儀表領(lǐng)域有較大規(guī)模和實(shí)力的企業(yè)，是集研制、開發(fā)、生產(chǎn)一身的專業(yè)科技公司，公司占地13000多平方米，建筑面積10000多平方米，年生產(chǎn)能力達(dá)8000臺(tái)套以上，產(chǎn)值400多萬(wàn)。公司擁有一批高、中級(jí)工程技術(shù)人員和經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)工人，具有相當(dāng)?shù)难兄?、開發(fā)能力。公司經(jīng)過(guò)多年研制、開發(fā)的UNKT型動(dòng)差智能流量計(jì)是一種全新概念的流量計(jì)，已申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利。產(chǎn)品已形成4大類、8個(gè)系列、300多種規(guī)格，因其十分突出的優(yōu)越性而廣泛應(yīng)用于石油、化工、燃?xì)?、制造、食品、環(huán)境保護(hù)、標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量及筑路機(jī)械等系統(tǒng)中。公司已通過(guò)ISO9001:2008質(zhì)量管理體系。建立了科學(xué)、合理、有效的管理機(jī)制。以質(zhì)優(yōu)為本，誠(chéng)諾是信 為宗旨，以最優(yōu)秀的產(chǎn)品，最完善的服務(wù)，為經(jīng)濟(jì)的發(fā)展奉獻(xiàn)薄力。 公司擁有良好的企業(yè)管理體系、生產(chǎn)條件及技術(shù)人才隊(duì)伍，多年積累的相關(guān)流量計(jì)的技術(shù)設(shè)計(jì)、研制開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，及現(xiàn)有研究工作基礎(chǔ)，可以為本項(xiàng)目提供良好的技術(shù)基礎(chǔ)和實(shí)驗(yàn)條件。5.2 方案申報(bào)單位和合作單位與國(guó)內(nèi)外同類機(jī)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)比較分析（完成方案預(yù)期目標(biāo)的技術(shù)、人才、機(jī)制、設(shè)施設(shè)備優(yōu)勢(shì)等）廈門大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院光波技術(shù)研究所系統(tǒng)地分析了偏振光在光纖中的傳輸特性，提出了用于電力系統(tǒng)大電流測(cè)量的光纖電流傳感系統(tǒng)和相關(guān)器件的設(shè)計(jì)；首次將摻稀土元素光纖光源應(yīng)用于甲烷氣體檢測(cè)，深入開展了多種氣體的傳感研究；提出一種新的多波長(zhǎng)光纖激光器方案，有關(guān)工作在國(guó)際上被大量引用；在國(guó)內(nèi)率先開展雙包層光纖激光與光子晶體光纖的研究，并提出新型可調(diào)相移光纖光柵及單頻光纖激光器方案等。已開展的研究和開發(fā)項(xiàng)目包括：光纖光柵壓力、溫度、應(yīng)變、振動(dòng)傳感器；光纖干涉式壓力、位移傳感器；光纖氣體傳感器；光纖電流傳感器等。部分比較具體的工作如下：（1）光纖光柵壓力與溫度傳感器 基于光纖Bragg光柵(FBG)的多參數(shù)集成傳感器工作的基本原理如圖1所示，其中待測(cè)的物理量可以是壓力、溫度或流速等。光纖光柵的中心波長(zhǎng)可由式(1)表示： （1）當(dāng)被測(cè)物理量引起FBG中心波長(zhǎng)變化時(shí)，波長(zhǎng)變化量可寫為： （2）其中Ke, KT分別是FBG的應(yīng)變和溫度系數(shù)。由于FBG在測(cè)量壓力、流速或其它物理量時(shí)會(huì)同時(shí)受到溫度的影響，因此如何消除溫度對(duì)測(cè)量結(jié)果的干擾就是這類傳感器要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。圖1 FBG應(yīng)變和溫度傳感系統(tǒng)框圖 我們研發(fā)的基于懸臂梁的光纖壓力、流速和振動(dòng)傳感器的基本結(jié)構(gòu)如圖2所示，其中兩只中心波長(zhǎng)不同的FBG分別貼在懸臂梁的上下兩面，這樣當(dāng)懸臂梁受到被測(cè)物理量影響而發(fā)生彎曲時(shí)，兩只傳感器的波長(zhǎng)朝相反方向變化，但溫度對(duì)兩只FBG波長(zhǎng)的影響是同向的，因此兩只FBG中心波長(zhǎng)相加可得到溫度的信息，而相減可以消除溫度對(duì)傳感器輸出的影響而保留其它物理量的信息。但這種簡(jiǎn)單差分式測(cè)量原理遇到的難題是兩只FBG在實(shí)際測(cè)量條件下的溫度系數(shù)可能不完全一致，這樣溫度對(duì)傳感器輸出的影響不能完全消除，造成測(cè)量系統(tǒng)的誤差。我們?cè)趯?duì)不同條件下FBG溫度和應(yīng)變系數(shù)的特性充分了解和研究的基礎(chǔ)上，提出了一種創(chuàng)新的同時(shí)考慮溫度和應(yīng)變的基于懸臂梁的雙光纖光柵的信號(hào)解調(diào)和處理方案，有效解決了溫度對(duì)傳感器輸出信號(hào)干擾和測(cè)量精度不高的問(wèn)題。圖3是采用我們新的信號(hào)處理技術(shù)后傳感系統(tǒng)輸出精度與常規(guī)僅用差分法測(cè)得的輸出信號(hào)對(duì)比曲線。可見采用新的處理方法后測(cè)量精度可提高一個(gè)數(shù)量級(jí)左右。圖3 信號(hào)處理前后傳感器輸出信號(hào)的對(duì)比，其中a為修正系數(shù)圖2 懸臂梁上下表面粘貼兩只FBG的傳感示意圖壓力或其它物理量FBG1FBG2（2） 采用特殊光纖的流速傳感器我們對(duì)D形、雙芯光纖、特殊封裝光纖器件的特性和傳感應(yīng)用做了大量的研究和分析，自行設(shè)計(jì)和研制了各種特殊光纖和傳感頭。例如圖4是我們研制的D形和雙芯光纖，以及它們?cè)谖灰啤⒓铀俣?、流速測(cè)量等方面應(yīng)用的例子和實(shí)驗(yàn)測(cè)量曲線。采用非圓對(duì)稱截面或纖芯結(jié)構(gòu)光纖及FBG傳感器測(cè)量的基本原理是這種FBG對(duì)光纖的彎曲十分敏感，因此如果傳感頭受氣體或液體流動(dòng)的影響而發(fā)生彎曲，F(xiàn)BG的中心波長(zhǎng)將發(fā)生變化。我們將采用這種創(chuàng)新設(shè)計(jì)的傳感頭測(cè)量流速的大小，同時(shí)還能測(cè)量流體的方向，這樣可以實(shí)現(xiàn)一種矢量的測(cè)量，在實(shí)際中對(duì)消除干擾具有重要的意義。 (a) (b) (c) (d) (e) (f)圖4 D形光纖及其FBG在位移和加速度傳感方面的實(shí)測(cè)曲線和應(yīng)用。(a) D形光纖截面圖；(b) 采用D形光纖的FBG (D-FBG)反射譜隨彎曲大小的變化；(c) D-FBG中心波長(zhǎng)隨位移的變化；(d) 采用D-FBG的加速度傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；(e) 加速度傳感器輸出信號(hào)隨加速度大小的變化；(f) FBG流速傳感器輸出信號(hào)隨流速變化的實(shí)測(cè)曲線。 廈門大學(xué)光波所部分已制作的光纖傳感器照片：圖5 廈門大學(xué)光波技術(shù)研究所制作的各種光纖傳感器。（a）光纖壓力傳感器；（b）光纖流速傳感器；(c)光纖應(yīng)變-溫度傳感器。 圖6 廈門大學(xué)光波技術(shù)研究所制作的光纖應(yīng)變-溫度傳感器在香港水務(wù)署輸水管道應(yīng)變溫度監(jiān)測(cè)項(xiàng)目中的現(xiàn)場(chǎng)安裝照片及獲得的應(yīng)變信號(hào)。（3） 傳感器微弱信號(hào)的檢測(cè)技術(shù) 我們針對(duì)光纖光柵在檢測(cè)微弱聲波/振動(dòng)信號(hào)時(shí)所具有的特點(diǎn)，提出并驗(yàn)證了一種有效的時(shí)域頻域信號(hào)處理方法。采用FBG對(duì)微弱的聲波振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)和信號(hào)處理，實(shí)驗(yàn)結(jié)果經(jīng)分析表明，當(dāng)信噪比低于10dB時(shí)系統(tǒng)仍可檢測(cè)低頻振動(dòng)信號(hào)；圖5顯示采用新的信號(hào)處理技術(shù)可以有效提取淹沒(méi)在噪聲中的振動(dòng)信號(hào)，提高光纖傳感系統(tǒng)檢測(cè)微弱振動(dòng)和壓力的能力。 (a) (b)圖 7 采用時(shí)域頻域信號(hào)處理技術(shù)對(duì)低信噪比傳感系統(tǒng)輸出信號(hào)的提取。(a) 淹沒(méi)在噪聲中的傳感器輸出信號(hào)；(b) 經(jīng)信號(hào)處理后提取的30Hz振動(dòng)信號(hào)合作單位泉州日新流量?jī)x器儀表有限公司現(xiàn)有的氣體和液體流量檢定場(chǎng)所和裝置是省內(nèi)技術(shù)領(lǐng)先、功能齊全、規(guī)模最大的技術(shù)平臺(tái)和檢定基地，經(jīng)常受相關(guān)技術(shù)監(jiān)督部門委托為其它企業(yè)的相關(guān)產(chǎn)品進(jìn)行檢定，是泉州市科技局和技術(shù)監(jiān)督部門授牌認(rèn)可的計(jì)量檢定單位。公司現(xiàn)有的產(chǎn)品和先進(jìn)設(shè)備如下：前期雙方已經(jīng)在光纖壓力、溫度和流速傳感器的研制方面進(jìn)行了緊密合作，加工試制了初步的樣品。公司針對(duì)大口徑城市管網(wǎng)水道的測(cè)量要求，特別籌建了管徑1000mm的測(cè)量裝置 ，前期已投入經(jīng)費(fèi)25萬(wàn)用于修建500 m3的水池，用于傳感器與系統(tǒng)的測(cè)試。5.3方案負(fù)責(zé)人及主要骨干人員的情況(從事過(guò)的主要相關(guān)研究及所負(fù)責(zé)任和作用，相關(guān)研究和產(chǎn)業(yè)化成果、發(fā)明專利和獲獎(jiǎng)情況，在國(guó)內(nèi)外主要刊物上發(fā)表論文情況，特別是與本方案相關(guān)的研究成果情況等)方案負(fù)責(zé)人李森森助理教授長(zhǎng)期從事全息光柵、全息透鏡等全息光學(xué)元件的特性分析、制備技術(shù)及相關(guān)應(yīng)用等方面的研究，目前側(cè)重于新型光纖光柵結(jié)構(gòu)的探索與應(yīng)用。先后參與并完成了包括福建省科技計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目（國(guó)際合作）“微型全息光學(xué)元件制作技術(shù)及應(yīng)用研究”、廈門市科技計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目“費(fèi)涅耳全息型密集光波分復(fù)用器的制作技術(shù)”、 福建省自然科學(xué)基金計(jì)劃項(xiàng)目“全息技術(shù)實(shí)現(xiàn)光子晶體制作及在LED上的應(yīng)用研究”、國(guó)家自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目“基于波導(dǎo)分布反饋技術(shù)的固態(tài)染料隨機(jī)激光介質(zhì)研究”、國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目“新型相移光纖光柵及單頻可調(diào)光纖激光器的研究”等多個(gè)項(xiàng)目的研究工作。相關(guān)論文和專利：1、S. S. Li*, L. J. Chen, X. P. Dong, X. C. Ren, X. S. Zhang, and S. Liu, Spatial frequency doubling with two-step technique, Opt. Lett., 39(7): 2024-2027, 20142、L. J. Chen*, Z. Liu, K. J. Che, Y. K. Bu, S. S. Li*, Q. Zhou, H. Y. Xu, and Z. P. Cai, Thermo-switchable multi-wavelength laser emission from a dye-doped nematic liquid-crystal device, Thin Solid Films, 520: 29712975, 20123、Q. Zhou, S. S. Li, C. H. Huang, L. J. Chen*, H. Y. Xu, and S. Liu, Two-dimensional DFB laser fabricated on dye-doped hybrid zirconia film by soft lithography. Chin, Opt. Lett. , 10(5): 051401-1- 051401-4, 20124、S. S. Li*, S. Liu, X. S. Zhang, and X. C. Ren，Demultiplexer based on an off-axis holographic lens with low monochromatic aberrations，Chin, Opt. Lett., 9(9), 090603-1- 090603-3, 20115、L. J. Chen*, F. Y. Gao, C. Liu, Q. Zhou, S. S. Li*, Y. K. Bu, and Z. P. Cai, Distributed feedback leaky laser emission from dye doped gel-glass dispersed liquid crystal thin film patterned by soft lithography, Optical Materials, 34: 189-193, 20116、李森森，陳鷺劍，董小鵬，任雪暢，劉守. 一種倍頻光柵空間頻率的方法，2013.08.14，中國(guó)，申請(qǐng)公布號(hào)：CN 103245991 A.7、李森森，董小鵬. 基于菲涅爾全息型波分復(fù)用器的光纖光柵波長(zhǎng)解調(diào)裝置，2012.05.02，中國(guó)，申請(qǐng)公布號(hào)：CN 102435213 A.方案主要骨干人員董小鵬教授一直從事光纖技術(shù)及相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)和應(yīng)用工作，是廈門大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院光波技術(shù)研究所所長(zhǎng)，博士生導(dǎo)師，“通信與信息系統(tǒng)”博士點(diǎn)“光纖通信與光纖傳感”方向?qū)W術(shù)帶頭人。工作中特別重視實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域提出的需求和采用光纖技術(shù)為實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域解決技術(shù)難題。例如，協(xié)助多家企業(yè)研發(fā)了光纖電流傳感器、高穩(wěn)定度光纖光源、光纖溫度、壓力、應(yīng)變傳感器，以及幫助某知名國(guó)際跨國(guó)電氣企業(yè)解決了一款電氣產(chǎn)品的測(cè)試難題。具有強(qiáng)烈的創(chuàng)新和開拓意識(shí)，對(duì)國(guó)際上相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)展以及在各行業(yè)的可能應(yīng)用十分關(guān)注，已申請(qǐng)十幾項(xiàng)專利，發(fā)表100多篇學(xué)術(shù)論文，多次擔(dān)任國(guó)內(nèi)、國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議技術(shù)委員會(huì)委員和做特邀報(bào)告，在光纖通信與傳感領(lǐng)域有較高知名度。已發(fā)表的部分有關(guān)論文如下：1. Y. Zou, Xiaopeng Dong, Wide Range FBG Displacement Sensor Based on Twin-core Fiber Filter,Journal of Lightwave Technology, 30(3): 337-343, 20122. W. Chen, Xiaopeng Dong, Stress Analysis and Detection of Composite Electrical Insulators with Embedded Fiber Bragg Grating Sensors, Sensor Letters, 10(11): 14, 20123. Y. Zou, Xiaopeng Dong, Demodulation of the FBG temperature sensor with the tunable twin-core fiber, Microwave and Optical Technology Letters, 53(1): 81-84, 2011已獲得的部分專利：1. 董小鵬等，可調(diào)諧相移光纖布喇格光柵，發(fā)明專利（專利號(hào)：200810071199.1），2010.62. 董小鵬等，一種采用LED熒光粉的光纖溫度傳感器，實(shí)用新型，（專利號(hào)：ZL201220401911.1）, 2013.43. 吳兆喜，董小鵬等，一種光纖光柵溫度傳感器，實(shí)用新型（專利號(hào)：201220026498.5）六、方案組織方式及管理機(jī)制6.1方案的組織管理（組織方式和機(jī)制、產(chǎn)學(xué)研用結(jié)合、創(chuàng)新人才隊(duì)伍的凝聚和培養(yǎng)等）6.2與其他（國(guó)家和省部級(jí)）項(xiàng)目（方案）的銜接方案（包括技術(shù)和產(chǎn)品研發(fā)鏈、產(chǎn)業(yè)化鏈、基礎(chǔ)設(shè)施共享共用等方面）七、方案預(yù)算及籌資方案7.1預(yù)算表 單位：萬(wàn)元總投資175申請(qǐng)資