一种高精度光纤光栅位移传感器设计研究

本论文以光纤光栅传感理论及光纤光栅位移传感器为研究内容,结合导师科研项目,利用布拉格光栅特殊的结构特性,设计并研制出一种基于行星轮系的大量程高精度布拉格光栅位移传感器,并对新的光纤光栅位移传感器原理、测量灵敏度、量程进行了理论分析和实验研究。     

光栅测长系统的研究

光栅是由等节距的刻线均匀排列的光电器件。按工作原理,有物理光栅和计量光栅,后者主要利用光栅的莫尔条纹现象,广泛应用于位移的精密测量与控制中。计量光栅按对光的作用,可分为透射光栅和反射光栅;按光栅的表面结构又可分为幅值（黑白）光栅和相位（闪耀）光栅;按用途可分为长光栅（测量线位移）和圆光栅（测量角位移）。本文主要讨论长度测量的黑白透射式计量光栅系统。     

非接触精密角位移测量的研究

用最小二乘拟合莫尔条纹信号细分法实现对角位移的测量具有硬件简单、精确度高等优点.采用14400线/周的计量圆光栅构成的角位移测量系统,测试精确度可达0.1″.     

光纤光栅传感原理及其实用化问题的研究

该文在介绍光纤光栅传感原理、模型的基础上,对光纤光栅传感器实用化面临的两大难题—交叉敏感和波长微小位移的解调技术的几种方法进行了研究和探讨,讨论了可能的解决方法.     

光纤光栅传感技术在重大工程结构诊断与监测中的应用

光纤光栅传感技术具有传统传感器无可比拟的优势,重大工程结构的健康诊断与监测是跨学科的前沿研究领域。介绍了光纤光栅传感技术用于重大工程结构的原理、国内外研究以及在重大工程中应用的概况,阐述了基于光纤光栅传感技术和应变模态理论的损伤自诊断智能结构系统的基本构成、原理,并指出近期应当加强光纤光栅传感技术的结构诊断、动态解调、工业化批量生产及其埋设等方面研究工作。     

光纤光栅传感器的现状与发展

概述了近几年国内外在光纤传感器领域的研究热点－光纤Bragg光栅传感器的发展与现状,这种迅速发展的功能光纤传感元件具有其它种类的光纤传感器无可拟的优点,给出了光纤Bragg光栅的基本光学特性,光纤光栅的制作技术,光纤光栅传感器的工作原理,对温度和应变的灵敏度分析以及波长位移信号的解调技术等,最后描述了其前景和主要研究方向。     

基于光纤光栅定位的全分布式光纤位移传感器

针对深部岩体、边坡滑移等大量程位移难于测量的问题,提出了一种基于光纤光栅定位的光时域反射位移测量原理,并开发了基于光纤光栅的全分布式光纤位移传感器.实验结果表明,基于光纤光栅的全分布式位移传感原理可行,研制的2种全分布式位移传感器均能实现位移的测量,位移灵敏度系数高达5.21,并且可通过结构设计提高位移传感灵敏度与量程.     

深圳地铁10号线凉帽山车辆基地自动化监测系统开发

基于激光位移计、光纤智能测斜管、光纤光栅表面应变计和水位计开发了边坡和基坑自动化监测系统,实时监测地表沉降与位移、深层水平位移、支撑内力和水位,并成功应用于深圳地铁10号线凉帽山车辆基地工程。该系统应用效果良好,值得推广应用。     

高速光纤通信系统色散管理技术探讨

对色散的机理进行了理论分析,详细讨论了色散位移光纤、色散补偿光纤、啁啾(chirp)光纤光栅、光孤子、频谱反转、预啁啾、色散支持等色散补偿技术及补偿能力.分析比较结果表明,啁啾光纤光栅适于高速光纤的通信系统的最佳补偿方式.     

基于交叉相位调制波长转换的实验研究

对色散位移光纤中交叉相位调制效应(XpM)导致连续波产生频移进行了实验研究,并用光纤光栅滤波实现了波长转换.结果表明基于色散位移光纤中交叉相位调制效应的波长转换具有宽的波长转换范围和快的转换速度,是一种简单、高效和通用的波长转换技术.     

广义衍射光栅位移测量技术的研究

广义衍射光栅位移测量技术的研究邾继贵陶国智（天津大学精密测试技术及仪器重点实验室３０００７２）衍射光栅可用于位移的精密测量，但对光栅的质量有严格的要求，从而限制了它的应用。本文从理论上研究了采用一般表面作为广义衍射元件进行位移测量的技术，分析表明：该...     

基于光纤光栅的振动参数监测及信号处理系统

针对光纤光栅传感与其他传感技术相比,有其独特的优点,对光纤光栅传感器进行了理论分析,建立了通过测量光纤光栅传感元件的波长而得到振动参数的理论模型,介绍了测量信号处理系统的结构,作了光纤光栅传感器与加速度传感器的振动参数监测实验,并对实验结果进行了比较。结果表明,光纤光栅传感器的性能很好,可以用于低频振动结构的动态实时监测。     

光纤光栅传感器在土木工程结构健康监测中的应用

在土木工程领域，光纤智能检测方法是结构健康监测中一种新的方法。本文首先系统阐述了光纤光栅传感器的独特优点，然后，对光纤光栅传感器的结构和工作原理进行详细介绍,回顾了目前光纤光栅传感器在国际上和国内用于健康监测研究和应用的现状，及其光纤健康监测系统的构成、信号处理、安装等方面问题；最后，展望了光纤光栅传感器在结构健康监测领域中的前景。     

啁啾光纤光栅色散补偿技术的应用研究

本文首先简要分析了光纤的色散和色散补偿原理,介绍了啁啾光纤光栅用于色散补偿的方法;对采用啁啾光纤光栅进行色散补偿的40Gbps光纤传输系统进行仿真,结果表明啁啾光纤光栅更适合用于色散补偿。     

光纤光栅阵列传感器件及检测技术

光纤光栅及其应用是光纤通信、光纤传感领域的高新技术。光纤光栅传感是将光输入光纤光栅，并在一定条件下发生反射，反射光谱在该波长处出现峰值。由此可以得出待测物理场(如应变、压力、温度、振动、位移、电流、电压、加速度、流量、冲击、损伤等)的变化。把多个不同中心波长的光纤光栅排成阵列，可组成多点分布式阵列传感器，采用波分复用和时     

啁啾和变迹光纤光栅制作技术

研究了各种啁啾和变迹的光纤光栅的制作技术,并分析了各种制作方法的优点和缺点,在此基础上提出用于高速光纤通信系统色散补偿的变迹啁啾光纤光栅的3种制作方法。其中前两种方法灵活多变但精度稍差;后者精度较高但价格较贵。可根据实际情况选择合适的方法制作光纤。     

光纤光栅封装耦合对应变传感增敏的实验研究

目的 研究光纤Bragg光栅与基底材料封装耦合对应变传感的增敏问题。方法 选用弹性模量小、耐180℃度高温且对温度敏感极小的有机聚合物材料,对裸光纤光栅进行封装,封装中采用特殊的偶连工艺,实现了封装材料与光纤光栅的牢固耦合并对两种外型尺寸的封装进行了研究对比。结果 封装后的光纤光栅对应变传感有增敏作用,FS光纤光栅取得了较高的应力灵敏度,与裸光纤光栅报道值比较增敏1174倍。结论 封装后的光纤光栅应力响应曲线具有良好的线性。通过对封装结构及尺寸优化,可以实现量程与灵敏度的最优组合。     

光纤光栅传感技术在特大跨桥梁施工监测中的应用

本文在光纤Bragg光栅理论研究基础上,结合理论计算,着重对光纤传感技术在特大跨桥梁施工监测中的应用进行了系统的研究,论证了光纤光栅用于大型桥梁施工监测的优越性,具有广阔的应用前景.     

重复使用火箭栅格舵传动机构动态特性实验研究

为了研究栅格舵传动机构的动态特性, 搭建栅格舵传动机构的实验装置, 设计位置特性、瞬态特性和频率特性3种实验方案, 通过位移传感器, 测量伺服活塞杆的线位移和舵轴转动的角位移时域信号。分析位置特性实验线位移信号突变和瞬态特性实验角位移信号震荡现象的成因, 进行低、中、高3个频率的小转角频率特性实验, 并对频率特性实验中出现的角位移信号滞后现象进行定量分析, 判断出传动机构动态特性的重要影响因素是运动副间隙, 并初步提出其影响机理, 为进一步的动力学分析和优化设计提供良好的研究对象和实验基础。     

光纤光栅的技术特点及光纤光栅火灾报警系统的设计与施工

文章简要介绍了光纤光栅的技术特点。应用光纤光栅探测火灾响应速度快,定位准确,光纤光栅技术在火灾探测领域应用前景十分广阔。着重介绍了光纤光栅火灾报警系统设计、施工的技术要求。