保偏光纤光栅的温度与应变光谱特性研究

光纤布拉格光栅(FBG)最早由加拿大渥太华通信研究中心的K. O. Hill等人研制而成,并在1993年提出相位掩模板制作FBG的新方法,从而降低了FBG的制作成本,使该技术得到迅速发展,并成功用于传感领域。相比于光纤EFPI传感器,FBG传感器具有灵活的复用与组网能力,在油气井监测领域,能相对降低光纤传感器的测井成本,因而得到世界各大商业油田服务公司的青睐。     

前言

光纤传感器是自上世纪70年代末以来伴随光纤通信技术的发展而兴起的一门交叉学科。目前已经在光纤陀螺、光纤周界防范等国防和安全领域形成商品,与微机电技术等一起成为现代传感器的一个重要分支。上世纪90年代中期出现的光纤光栅掩模板制作技术为光纤传感器的产业化奠定了基础。光纤光栅器件实现了批量、可重复、低成本生产。     

光纤光栅传感器的原理及应用研究

作为性能优良的敏感元件,均匀光纤布拉格光栅、啁啾光纤布拉格光栅等多种传感器已经有了更多的直用领域。通过光纤布拉格光栅内部写入、干涉法侧面写入、相位模版法写入等制作技术的原理说明和对比评介,通过光纤光栅传感器对所在环境的应变、应力、温度变化和动态磁场的感应原理分析,以及对光纤光栅传感器在复合材料、电力系统、石油天然气井和建筑结构中的应用工程的综述,阐明了这一类传感器件在单参数传感测量,特别是多参数传感测量中还育很大的发展空间,值得进一步研究。     

光纤光栅的制作方法

光纤光栅作为一种新的光通信器件,已在光纤通信、光纤传感等方面有了广泛的应用。光纤光栅低成本高效率的制作是其广泛应用的先决条件。简要叙述了光纤光栅的制作方法。     

基于光纤光栅传感器的混凝土梁应变检测

介绍了一种基于光纤光栅传感原理的光纤应变传感器和其测量混凝土内部应变的原理。采用GSYD-B型光纤光栅应变测量仪,利用FBG对混凝土内部应变进行了测量。通过加载条件下与应变片对比试验,验证了光栅传感器具有良好的可靠性。结果表明,这种新型光纤传感器显示了良好的传感性能,能够监测混凝土内部应变状态,发挥出成活率高、绝对值测量和寿命长等优势。     

光纤光栅传感技术的原理与应用

光纤光栅传感技术作为是近些年来发展起来的一门新技术。具有高灵敏度、低损耗、易制作、性能稳定可靠等优点。本文阐述了光纤光栅传感技术的原理及光纤光栅传感技术的应用。     

光纤光栅的解调方法探究

光纤光栅的信号解调是光纤光栅的主要应用之一,本文分类讨论了波长解调、相位解调和衍射解调的主要解调方法.并对其典型解调方法给出了实验原理图、工作原理、特点和性能,为光纤光栅传感解调的设计提供了理论依据。     

光纤光栅传感特性测试仪的研究

利用匹配光纤光栅解调的技术,将光纤光栅和悬臂梁结构相结合,制作出一种新颖的光纤光栅传感测试仪.该仪器具有成本低、线性度高、灵活性和方便性,不仅可作为现场光栅传感测试装置,而且可以作为光纤光栅教学实验设备.     

光纤光栅传感特性测试仪的研究

利用匹配光纤光栅解调的技术,将光纤光栅和悬臂梁结构相结合,制作出一种新颖的光纤光栅传感测试仪。该仪器具有成本低、线性度高、灵活性和方便性,不仅可作为现场光栅传感测试装置,而且可以作为光纤光栅教学实验设备。     

FBG传感技术在大型桥梁健康监测中的应用

对FBG(光纤布拉格光栅)应变传感器进行了抗电磁干扰、抗零飘、可重复性等性能测试,并与传统的电阻应变片做了对比,验证了其可靠性.通过混凝土模型拟静力试验,验证了FBG传感技术的实用性和可行性.最后,以东海大桥主航道桥为工程背景,进行了FBG传感技术在大型桥梁健康监测中的应用研究.结果表明,FBG传感技术能满足大跨径桥梁结构监测的需要.     

光纤光栅在三维测头中的应用

文章在光纤光栅传感技术基础上研究新型触测原理的三维测头;从光纤光栅的传感原理人手,分析了测头中用作敏感元件的光纤布拉格光栅技术参数的选取依据;根据光纤布拉格光栅应变传感的特点设计了测头结构,并在试制过程中进行了光纤光栅三维测头的一些关键性能测试,如测头重复性定位精度等;从理论上分析了光纤光栅测头的可行性,并在一定的程度...     

智能金属结构中光纤光栅传感器的无粗化镀膜工艺

为了用金属直接固化代替目前的环氧粘接技术,从而实现光纤光栅传感器的无胶粘接,提出了一种无需粗化的光纤光栅传感器表面金属化工艺方法,并通过化学镀镍磷(Ni-P)合金,实现了光纤传感器的金属化封装。采用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪及热振试验分别对涂层的表面形貌、成分、结构和结合力进行了检测和分析,结果表明,制备所得涂层表面光滑、平整且致密;同时,通过镀膜光纤光栅传感器件与金属构件的实际键合试验,证明其结合力强、力学性能良好,能满足光纤光栅传感器的使用要求。     

基于FBG倾角传感器的分布式测斜技术及其在边坡抗滑桩中的应用研究

提出一种基于新型测斜管和FBG倾角传感器的新型分布式测斜方法。该方法采用柔性变形管与PVC刚性管相连接的改进型测斜管,选取具有增敏结构的新型FBG倾角传感器作为分布式测斜装置的高精度传感器,并利用光纤光栅温度传感器作为温度补偿传感器。在边坡抗滑桩中的实际应用结果表明,基于FBG倾角传感器的新型分布式测斜技术在工程应用中具有有效性,并可成功解决测量中的温度补偿问题。     

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。     

啁啾相位掩膜板的衍射特性研究

相位掩模制栅法是光纤光栅的一种重要的制作方法。而相位掩膜法的基本原理是紫外激光通过掩膜板后产生衍射条纹，使光敏光纤产生轴向折射率的变化，本文重点分析啁瞅相位掩膜板的衍射特性及板后的干涉光强分布以便指导设计符合光波分复用技术要求的光纤光栅产品。     

基于温度补偿高双折射光纤环镜的边缘滤波解调方法

提出了一种光纤光栅传感解调新方法.系统由1个3dB耦合器、1个传感光纤布喇格光栅、1个双折射光纤环镜和1个探测器构成,高双折射光纤环镜作为边缘滤波器.光纤光栅波长的线性解调带宽为3.6nm.对双折射光纤环镜的温度补偿进行了实验研究,实验表明,封装的高双折射光纤环镜能够补偿高双折射光纤环镜的温度漂移.补偿前的高双折射光纤环镜波长随温度漂移为2.3 nm/℃,补偿后的双折射光纤环镜波长随温度漂移为0.005 nm/℃,远小于未补偿的双折射光纤环镜波长随温度漂移.     

光纤光栅及其在光波分复用技术中的应用

分析了光子诱导所致的光纤光栅形成机理 ,如紫外激光干涉条纹图下的横向侧面曝光法 ,介绍了光纤光栅在光波分复用技术中的应用。     

基于光纤光栅传感器的地铁车站支撑内力自动化监测技术

依托深圳地铁4号线三期工程观澜站,介绍了光纤光栅表面应变计在基坑支撑内力自动化监测中的应用,包括光纤光栅表面应变计详细的安装过程及支撑内力的计算方法。并进行了现场监测数据分析,为推广应用提供技术支撑。     

光纤Bragg光栅传感器在锚固工程中的应用

针对锚杆检测问题，提出了采用光纤Bragg光栅传感技术进行锚杆监测的新方案，详细介绍了光纤Bragg光栅锚杆监测系统的工作原理及主要构成，进行了工程现场与常规技术的对比实验，结果表明：光纤Bragg光栅传感器具有精度高、能测量绝对数值、抗干扰能力强、结构简单和长期稳定性好的优点，可以实现实时在线监测，具有极大的应用和发展前景。     

光纤Bragg光栅锚杆应力应变监测系统

锚杆是矿山巷道的主要支护形式之一，现有锚杆支护质量检测方法无法进行远程监控、不能实现全过程监测，本文提出了采用光纤Bragg光栅传感技术进行锚杆支护质量监测的新方法。介绍了光纤Bragg光栅监测系统的工作原理及其构成，实验系统由3个Bragg光栅组成阵列，将其粘贴在长度0．6m的金属锚杆杆体表面，进行锚杆受力的检测以及与电测技术的实验室对比试验。结果表明，光纤Bragg光栅传感器具有高的测量精度，结构简单，可以实现在线实时监测。