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-- --利用光纤光栅传感器对低通量核反应堆进行长期温度监测
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A. Fernandez Fernandez, A. Gusarov
and F. Berghmans
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比利时核能研究中心
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--光纤光栅（FBG）是一种全光纤器件，其可靠性好，测量精度高，线性度好，测量范围大，而且抗电磁干扰；同时FBG传感器阵列最大的优势在于可以实现分布式的传感网络。对物体进行多点测量，提取相关的信号，进行状态分析，达到示警以及故障诊断的目的。由于FBG传感网络为全光网络，可完全抵抗电磁干扰，在强电磁干扰或辐射环境下有不可替代的优势。因此在核电站中具有很好的应用前景，可解决核电站中多方面的应变及温度测试。
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--目前市场上出售的光纤传感器从工作原理上分，包括波长编码型和强度调制型。其中波长编码型传感器利用窄带光承载外界调制信息，因此宽带辐射引起的光纤衰减对其影响较小。根据这一特点，FBG传感器（通常3dB带宽只有0.25nm）非常适合用于强辐射环境。
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--FBG应变传感器的典型应用是监测安全壳和废料处置场的结构整体性。FBG温度传感器被专门设计用于不同结构表面或内部的温度测试，可以埋入到被测物体内部或将其粘附在被测物的表面对被测物表面进行温度测量。为保证电站核反应堆的安全运行必须严格控制其反应速度，而核反应速度则是根据燃料棒中心的温度来控制的。从安全控制角度上讲，采用FBG温度传感器对核电站进行测温是十分必要的。
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--实验中我们将FBG传感器置于不同的放射性环境中，包括伽玛射线、伽玛与中子混合射线。加速放射实验结果表明，采用自然光敏光纤制成的FBG温度传感器有很好的抗辐射性。但很难以此来推测低放射性环境的实验结果。2000年开始我们又进行了低放射性实验，将FBG传感器置于低强度伽玛和中子混合射线环境中超过3年时间。实验采用了美国Micron
Optics公司生产的FBG-IS光纤光栅解调仪（老产品，目前替代产品是光纤传感解调器sm125-500)进行测试，该仪器测试精度可达10
pm（目前精度可达1pm)。结果表明采用自然光敏光纤制成的FBG光谱特性具有很强的长期稳定性，长期处于放射性环境不会影响FBG的温度灵敏度，测温精度小于3℃，在核电站温度监测领域有良好的应用前景。
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成果来自：比利时核能研究中心
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