具有温度补偿的光纤光栅压力传感器

为了实现高压测量时的温度交叉敏感问题,提出一种基于自由弹性变形体的光纤光栅压力传感器结构及光纤光栅传感信号的自解调方法。与传统光纤光栅传感器中传感单元与解调单元相互分离的结构不同,该文提出的光纤光栅压力传感器系统利用一对匹配的光纤光栅和一个简单的等腰三角形悬臂梁结构,实现了传感解调的合而为一,解决了光纤光栅传感器的交叉敏感和信号啁啾的问题。仿真与初步的试验结果表明,在高达100M Pa的压力范围内,测量灵敏度为8.5 pm/M Pa。     

基于神经网络的光纤光栅压力传感器的温度补偿

针对光纤光栅自身对温度和应变的交叉敏感性,以及光纤光栅压力传感器的输出受环境温度影响很大且不易消除的问题,以聚合物封装的光纤光栅传感器为例,提出了用BP神经网络实现光纤光栅压力传感器温度补偿的方法,解决了传感器输出特性的非线性校正的问题．通过Matlab仿真结果显示,系统最大测量误差由1915％降低到4．26％;实验证明该方法可以有效地减少温度对光纤光栅压力传感器测量精度的影响．     

光纤光栅的缓粘结预应力混凝土结构监测

为了解缓粘结预应力混凝土结构内部混凝土应变变化规律,采用光纤光栅健康监测系统对沈阳市文化艺术中心的音乐厅主体结构内部温度和应变的变化情况进行了监测.光纤光栅传感器的布设过程中采用了一系列措施来保护传感器本身以及信号传输线路,光纤光栅传感器体现了良好的存活率.温度监测结果显示:混凝土浇筑后硬化过程中构件内部温度均在0℃以上,养护期完成后混凝土温度基本与外部环境一致.应变监测结果显示:位于23.2 m和25.6 m的缓粘结预应力悬挑梁应变变化规律基本一致,预应力柱拆模前后压应变变化较大.     

热固性炸药固化过程中的温度分布与热应力研究

为研究热固性炸药固化过程中的温度场分布及热应力变化规律,采用光纤布拉格(Bragg)光栅测试了其加热固化成型时的温度场分布,同时采用Procast软件对不同固化条件下热应力场变化规律进行了数值模拟。固化实验表明:在48℃固化过程中,药柱内部温度差小于3℃,不会产生过高的热积累;数值模拟结果表明:热固性炸药不同固化温度条件下的药柱应力集中主要在下半部分,当固化温度为48℃,60℃和70℃时,固化过程中的最大热应力分别为2.35 k Pa,5.66 k Pa及6.69k Pa,且固化温度越高,应力集中区域面积越大。     

光子晶体光纤光栅在传感器系统中应用研究

光子晶体光纤光栅是一种新型的无源器件,可广泛用于光纤通信系统、光脉冲压缩、传感器及滤波装置中.采用耦合模理论对光脉冲在光子晶体光纤光栅中传播进行分析,给出光子晶体光纤光栅的制作方案,提出了光子晶体光纤光栅在压力传感器、折射率传感器、应变传感器和射流传感器等方面的具体应用.光子晶体光纤光栅对温度的敏感性比传统单模光纤传感器要低2至3个数量级,光子晶体光纤光栅传感器系统不需要温度补偿,传感器系统更为简洁而具备充分的优越性.     

光纤光栅传感技术研究及应用

从光纤光栅的基本原理出发,综述了光纤布拉格光栅、长周期光纤光栅在温度、应变等方面的关联特性及光纤光栅传感器的构造、主要特点、技术参数等,并介绍了常见的光纤光栅传感器在各个领域的具体应用.     

基于纤芯失配的光纤布拉格光栅温度不敏感振动传感器

提出了一种基于纤芯失配的光纤布拉格光栅温度不敏感传感结构并且得到了实验验证。该传感器由一短截细芯光纤和单模光纤布拉格光栅熔接而成。光通过细芯光纤时激发出一系列包层模式,并通过纤芯失配的熔接面进入后面的光纤布拉格光栅中。其中,一些低阶模式会被光纤光栅反射耦合回传输光纤的纤芯,耦合效率与光纤的弯曲度有关。实验结果表明低阶奇数膜LP3n对光纤弯曲度有极大的灵敏度。通过对包层模式的选择性监测和能量检测方法,提高了传感器的弯曲灵敏度,并避免了温度对传感器的影响。     

薄壁管光纤光栅传感器准稳态传热性能研究

依据傅立叶传热定律和牛顿冷却定律分析了薄壁管光纤光栅传感器准稳态传热机理,用AN-SYS数值模拟了其传热性能.在22.3～303.1℃温度范围,对薄壁石英管封装的光纤光栅温度、压力双参量传感器内、外壁温度进行了测试,结果表明数值模拟与实验验证基本吻合,为光纤光栅传感器的设计和测试提供了依据.     

新型光纤光栅渗压传感器及其在土木工程中的应用

基于光纤光栅传感原理研制出一种监测孔隙水压力的新型光纤Bragg光栅渗压传感器,并进行了室内标定和现场试验。该传感器可将过滤后进人传感器腔体的水压引起的光栅反射光波长的变化灵敏直观地显示出来,从而实现孔隙水压力的实时监测。与常规的电类检测仪器进行的对比试验表明：该传感器不仅能达到常规仪器的监测效果,而且具有绝对数值测量,抗干扰能力强,结构简单,长期稳定性高,能很好地实现对土木建筑结构的实时、在线监测等独特的性能,在土木工程界具有广泛的应用前景。     

基于差分结构的光纤光栅应变传感器温度补偿

针对基于差分结构的光纤应变传感器传统的温度补偿算法易产生测量误差的问题,本文将封装后的整个敏感结构一体化分析,通过实验标定得到光栅的温度敏感系数,简化了理论推导,并通过了应变实验测试。结果表明,进行温度补偿后,两光栅中心波长差与压强成线性变化,线性系数为0.7 pm/Pa,拟合度为0.999 5,能够有效抑制温度对波长的影响。     

某尾矿库的渗流与稳定数值计算分析

运用有限元数值分析方法,对某尾矿库的渗流与稳定进行模拟计算,得到在正常水位运行和洪水水位运行两种工况下库区地下渗流的分布规律、浸润线的位置和尾矿坝的安全系数,根据渗流与稳定的计算结果,对该尾矿库的安全稳定性进行了评价。     

基于氧化铝陶瓷的无线无源高温压力传感器的设计与制备

设计并制备了一种基于氧化铝陶瓷的无线无源高温压力传感器。首先在常温、压力测试范围为0~0.4 MPa的设计条件下,利用ANSYS仿真软件对所设计的结构进行了力学模型的分析,得出方形氧化铝陶瓷的最大等效应力小于最大许用应力;之后从切片与冲孔、叠片与热压、高温烧结、丝网印刷与后烧等主要工艺步骤介绍了基于氧化铝陶瓷压力传感器的制备方法;最后对其进行了导通性测试。所制备的压力传感器可用于常温下的压力检测和高温下的性能研究。     

大砂地尾矿库岩溶问题分析

为了论证在北衙灰岩地区建设尾矿库的可行性,通过对北衙地区岩溶发育规律分析,以钻探、高密度电法、EH4多种勘察手段验证,其岩溶主要受控于张性断裂,库区无张性断裂通过,库区岩溶发育一般;通过对库区岩溶塌陷形成条件分析,地下水位变动和地表雨水入渗对库区岩溶塌陷的动力作用有限,引发库区岩溶塌陷的动力可能为尾矿渣堆渣体荷载,通过对洞体稳定性计算,并运用FLAC3D数值模拟分析,结果表明:尾矿库在堆渣荷载状态下,不会引发库区下伏岩溶塌陷.这为尾矿库的选址、设计提供了极其重要的科学依据,对在岩溶地区建设Ⅱ类场尾矿库具有较强的借鉴意义.     

铁矿尾砂掺土对土壤几种物理性质的影响

利用铁矿尾砂掺土培养实验,测定金山店铁矿尾砂掺土对其尾矿库边坡覆土即红色石灰土几种物理性质的影响,结果表明,铁矿尾砂掺土使土壤自然容重和压实容重分别增加了4．0％～26．8％和2．6％～24．8％,但与掺砂比例并不呈线性关系．随掺砂比例增加,土壤密度增加了1．7％～20．2％,与掺砂比例呈显著的线性相关．适当的掺砂比例可以显著增加土壤孔隙度．土壤吸湿系数随掺砂比例增加下降了10％～87％,与掺砂比例呈显著的线性负相关．随掺砂比例增加,土壤最大吸水量的变化可分为稳定、急降和缓降3个阶段．综合吸湿水和最大吸水量,适当的掺砂比例可以降低土壤凋萎系数,增加有效水的含量范围,从而能提高土壤抗旱能力．总之,适当比例的铁矿尾砂掺土可以改善土壤的物理性质,调节所用土壤的水、气状况,因此铁矿尾砂的土壤利用可以作为一种铁矿尾砂资源化利用的新技术,最佳掺砂范围应在30％～40％．     

基于GM（1．1）模型的尾矿坝变形趋势预测

尾矿坝变形趋势预测是矿山尾矿库安全技术管理的重要内容．为了实现对尾矿坝变形趋势的预测，在深入分析尾矿坝变形机理并充分认识尾矿库工程系统及坝体变形数据特性的基础上，采用灰色GM（1．1）模型对尾矿坝的变形进行预测，并结合某金矿尾矿坝变形监测实际数据进行预测．结果表明，模型精度满足要求，灰色GM（1．1）模型用于尾矿坝变形趋势预测具有很好的适用性．     

用于油井温度剖面快速测量的高精度光纤光栅温度传感器设计

为实现对油井温度剖面的高精度快速测量，设计了一种游走式高精度光纤光栅温度传感器，采用超细不锈钢管进行耐压封装，进行了温度响应速度的理论仿真，并分析了井下高压对测量精度的影响。对直径1.2 mm的传感器采用商用高精度解调仪进行解调后进行了测试。结果表明，设计的光纤光栅温度传感器的分辨率为0.01 ℃，测温线性范围到达175 ℃，响应速度小于108 ms，耐压可达100 MPa，能够满足油井温度剖面快速测量的需要。     

油井下用光纤温度压力传感器

研制了一种基于光纤F-P腔与光纤Bragg光栅的温度压力传感器,用于监测油井下的压力和温度。该传感器通过F-P腔腔长的变化监测油井下压力,通过光纤Bragg光栅反射波长的变化监测油井下温度。传感器测压范围0~69 MPa,实验测试和标定结果表明,传感器的压力响应与F-P腔腔长呈良好线性关系,线性拟合度为0.999 999;传感器测温范围5~175℃,温度精度±1℃。实际应用证明,该传感器可实时在线监测井下压力和温度状况,运行正常。     

岩溶区排泥库泥浆深层泄漏机理

受喀斯特地貌及动水环境季节性变化影响,岩溶区排泥库底部泄漏事故时有发生,泄漏点探测成为控制灾害影响程度的关键。为此,通过灰色关联分析多参数对泥浆泄漏渗流力的影响,认为其中泥浆密度与流速对其渗流力影响较大,建立了泥浆密度、含水量、流速与泥浆渗流力的多元线性回归方程;并进一步建立了不同泄漏孔口大小、含水量和动力黏度条件下的泥浆泄漏数值模型,结果表明:泥浆含水量、动力黏度对泄漏影响半径影响不大,而泄漏孔口大小与泄漏影响半径关系较为密切,水平影响半径平均为泄漏孔口半径的4.61倍,竖直影响半径平均为泄漏孔口半径的5倍。     

基于模糊数学理论的某退役铀尾矿库环境质量综合评价

为了对退役铀尾矿库的环境质量进行综合评价,在收集了某退役铀尾矿库连续三年环境监测数据的基础上,通过聚类分析建立铀尾矿库环境质量综合评价的指标体系,并通过模糊综合评判法对其进行了分析,结果表明,2010—2012年铀尾矿库的环境质量逐年有所改善,但总体仍处于较差状态,需进一步加强退役治理.     

井下光纤光栅温度压力传感器的研制

井下的温度和压力是油田开发中的重要参数.介绍了一种可用于油井井下长期监测的光纤温度压力传感器,该传感器采用布拉格光纤光栅测量原理,优化设计了特殊的封装结构,通过与油田现场测试技术的紧密结合,实现了国内光纤井下传感器无现场应用的突破.该传感器压力量程0～50 MPa,测试精度达到0.1% FS;温度量程0～150℃,测试...