光纤光栅压力计及其传感特性的研究

设计了一种基于悬臂梁结构的光纤布拉格光栅（FBG）压力传感器,采用应变片作为悬臂梁,将垂直压力转换成轴向应力. FBG固定在悬臂梁上,将应力转换成中心波长的漂移. 通过半导体激光器斜边检测法检测FBG波长的移动. 研究了FBG栅区长度和特征反射光谱宽度的关系,选择并制作了栅区长度为1 mm的FBGs作为传感器,确保FBG中心波长漂移时,半导体激光的波长仍在FBG的反射光谱区域内,扩大了传感器的动态范围. 在悬臂梁双侧设计了FBGs对结构,利用这对FBGs对环境温度相应系数相同的特性,消除环境温度波动对压力测量的影响. 在实验中改变FBGs对的温度,测量了它们对温度的响应并利用温度消敏算法获得传感器的温度不敏感性能. 提出了FBG压力传感器的空分复用技术,利用多个光纤耦合器和光电探头（PD）阵列组成传感网络. 上述的压力传感网络技术在边坡、基坑等土木工程结构安全监控领域具有实用价值.     

基于相位掩模技术的光纤布拉格光栅制作工艺研究

作为一种新型智能传感器件,光纤布拉格光栅(fiber Bragg grating,简称FBG)在传感领域的应用越来越引起人们的重视。在光纤光栅制作方法中,相位模板法使光纤光栅的制作难度大大降低,其优异的稳定性使得工业化生产光纤光栅成为可能,要实现产业化生产,其制作工艺尤为重要。采用常规通信单模光纤G.652,用相位掩模板和准分子激光器制作FBG。通过实验对比,确定相位掩膜法制作FBG生产工艺参数,为光纤光栅的产业化生产提供参考。     

光纤光栅加速度传感器的研究进展

基于光纤布拉格光栅(FBG)的加速度传感器近年来受到较大的关注,这种基于波长检测的传感器在诸多领域都有良好的应用前景。该文重点对各种不同结构设计的光纤光栅加速度传感器的技术和特点做了分析,对光纤光栅加速度传感器的未来作了展望。     

光纤光栅传感器振动与温度信号解耦

利用单个光纤光栅(FBG)传感器开展同时测量振动与温度信号的实验,提出基于M A T-L AB的解耦方法分离振动与温度信号.研究结果表明:单信号测量的条件下,FBG传感器对温度的静态测量误差在±0.4℃以内,对振动主频动态测量的相对误差为0.5％.FBG传感器测量得到振动与温度的复合信号,通过所提解耦方法得到的振动主频...     

基于FBG传感器的三维空间应变监测

目的研究基于光纤布拉格光栅(FBG)传感器的三维空间应变监测方法,实现FBG传感器对测点三维空间应变状态的监测.方法根据空间直角坐标系建立立方体框架,在框架内特定的方向上布设6个FBG应变传感器与1个FBG温度传感器形成三维空间FBG传感体.在所有传感器协同工作下,对测点的三维空间应变与温度进行监测.结果给出了基于FBG传感器的三维空间主应变,最大切应变及任意方向正应变的计算方法,并且根据该计算方法在Lab VIEW平台下开发了三维空间应变监测与分析系统.结论根据本监测方法制作的三维空间FBG传感体可以应用在房屋、桥梁、道路、大坝、雕塑等结构的监测当中.该传感体与相应的解调设备和所研发的应变监测与分析系统构成了完整的三维空间应变监测体系.     

基于自适应粒子群算法的光纤光栅传感器优化配置

针对传感器优化配置在结构健康监测领域的重要作用,分析了结构健康监测中广泛应用的光纤光栅(FBG)传感器检测波动信号的特点;建立了覆盖率最大化的传感器优化配置准则,实验证明了其合理性;提出了自适应改变惯性权重的粒子群优化(PSO)算法求解传感器优化配置问题;仿真分析了平板结构的FBG传感器优化配置,并对比了自适应和线性改变惯性权重两种PSO算法性能;结果显示自适应型PSO算法在传感器优化配置问题的收敛精度和收敛速度上具有明显优势.     

基于布拉格光纤传感的变压器绕组多次短路冲击应变

布拉格光纤光栅传感器（FBG）最重要的应用之一是在结构表面进行应变测量。为研究变压器绕组在短路冲击过程中的绕组受力情况,本文通过COMSOL软件建立试验变压器的短路冲击有限元模型,仿真得到理论电磁力,通过公式计算得到理论应变;进行了110kV真型变压器短路冲击试验,利用FBG传感器对绕组状态进行监测,观察其中心波长变化量,并通过光-力理论转换方程计算得到实际应变。将实际应变、理论应变进行对比分析,发现误差在5%以内,验证了可采用布拉格光纤传感法用于变压器绕组短路冲击应变检测的可行性和准确性。通过本次研究表明FBG传感器测量精准,可以通过这种方法对变压器绕组变形进行测量,具有较大的实际工程意义。     

基于光纤Bragg光栅的油气工业实时监测技术研究进展

 光纤Bragg 光栅(FBG)是近年发展起来的一种实时高精度监测技术,具有耐高温高压、抗电磁干扰、易于复用与可组网等独特优点,成为油气领域最具前景的监测手段.介绍了FBG 传感技术的发展历程、工作原理,重点分析了全球油气工程中管道完整性监测、油气测井、地震勘探方面的最新应用现状;探讨了目前FBG 传感器在油气田复杂环境条件下实时监测存在的问题,并就未来发展趋势进行展望.     

光纤Bragg光栅监测沥青混凝土应变试验

基于光纤Bragg光栅(FBG)传感原理,结合沥青混凝土路面的特点,介绍了传感器应变传感特性与设计封装结构,制作了一种用于监测沥青混凝土应变试验研究的光纤Bragg光栅传感器。通过砝码加载的方法对传感器进行标定,光纤Bragg光栅传感器的应变灵敏度系数为1.1 pm/με,封装工艺没有改变光纤光栅的应变传感特性;传感器埋入SMA-13沥青混凝土后,通过静态试验得到荷载与传感器轴向应变之间的关系为0.038 7με/N;通过ANSYS 11.0仿真传感器静态试验,得到传感器应变灵敏度修正因子η为0.928;进行了5 h动态试验,应用其监测室内车辙试验下沥青混凝土内部结构沿传感器轴向的应变,随着碾压次数的增加,轴向的应变增加。监测结果能够反映沥青混凝土内部结构应变基本变化规律,可用于沥青路面的应变监测,为道路养护决策提供了一种新方法。     

Z型SPS光纤折射率传感器

基于折射率的精准检测在各个领域应用广泛,光纤折射率传感器发展迅速,其中基于MZI的PCF传感结构由于制作简单和体小质轻等优点在该领域受到更多的青睐.为了提高光纤折射率传感器的灵敏度和可操作性,设计了一种Z型的SPS光纤折射率传感器结构,将单模光纤与光子晶体光纤分别错位熔接,大大提高了光耦合能力和分束效能.使用新型溶液通...