Novel weigh-in-motion system based on FBGs

In this weigh-in-motion (WIM) research, a novel fiber Bragg grating (FBG)-based weigh-in-motion (WIM) system was introduced. The design derived from the idea using in-service bridge abutments as the weigh scale. The bridge beam was replaced by a piece of steel plate which supports the weight of the traveling vehicle. All weights would be finally transferred into the tubes where four FBGs were attached and could record the weight-induced strains by shifting their Bragg wavelengths. The system identification algorithm based on parameters estimation was initiated. Over 40-ton load had been applied on the system and the experimental results showed a good repeatability and linearity. The system resolution had been achieved as low as 10 kg. Compared with other designs of fiber-optic WIM systems, this design is easy and reliable.     

Novel weigh-in-motion system based on FBGs

In this weigh-in-motion(WIM)research,a novel fiber Bragg grating(FBG)-based weigh-in-motion(WIM)system was introduced.The design derived from the idea using in-service bridge abutments as the weigh scale.The bridge beam was replaced by a piece of steel plate which supports the weight of the traveling vehicle.All weights would be finally transferred into the tubes where four FBGs were attached and could record the weight-induced strains by shifting their Bragg wavelengths.The system identification algorithm ...     

串联集装箱动态单箱称重系统研究

提出了一种基于串联式集装箱的动态单箱称重系统的设计方法.首先,介绍了该系统的硬件组成结构,构建了动态称重系统的模型;其次,采用RBF神经网络对系统模型进行了仿真,并建立了重心偏移自适应修正算法;最后,以Visual Studio 2010为开发环境研发了一套动态单箱称重软件,该软件操作简单、实用性强,提高了集装箱动态称重效率.整个系统实现了模型构建、数据采集、算法仿真、数据存储、查询和打印等功能,并且称重误差率控制在3％以内,有较好的商业应用前景.     

基于FIR算法的公路动态称重系统研究

阐述了FIR算法的基本原理,探讨了加窗函数对结果的影响,给出了实现FIR算法的结构和程序,并对其做了详细说明。实验结果表明,公路动态称重系统所能达到的检测车辆通过速度和动态轮载辨识精度达到了国际ASTM E1318—94标准Ⅲ类WIM系统的规范要求。     

基于微加速度传感器的高速动态车辆超载检测

针对动态车辆超载检测,基于微加速度传感器建立了一种新型的高速动态超载检测方法.桥梁采用简支梁模型,车/桥相互作用模型化为两个具有固定间距点力匀速通过桥面,系统分析了两点力情况的桥梁振动,建立了两点力情况下桥梁振动与力的函数方程,从而奠定了基于微加速度传感器的实际车辆超载检测的理论基础.同时利用先进微传感器搭建了高速超载车检测试验平台,进行了传感器安装位置选择的研究.理论仿真和试验结果证明,该方法可以较准确地进行高速动态超载车辆的检测.     

超声波作用下的光纤布拉格光栅频谱分析

阐述了利用光纤布拉格光栅进行传感测量的基本原理与方法,讨论了由于超声波作用而引起的光纤布拉格光栅机械形变及折射率变化.引入分层传输矩阵法建立仿真模型,利用一组典型的光纤布拉格光栅参数并采用分层赋值与矩阵叠加的方法,数值模拟了超声波作用下光纤布拉格光栅的频谱特性.分析了该模型的有效作用条件及改变超声波波长及强度对光纤布拉格光栅频谱特性的影响.提出一种适用于多种条件下的利用光纤布拉格光栅测量超声波的方法,以及相应可供参考的仿真模型.     

单片机在车辆行驶称重仪中的应用

为有效遏制日益严重的车辆超载现象,研制出了基于液压传感器的车辆行驶称重仪．文中介绍单片机在这种车辆行驶称重仪中的应用,该系统硬件由电子芯片组成,所有芯片集成在一块电路板上,以使行驶称重系统具有智能化和便携化的特点．利用汇编语言编制的计算程序,可以测量车辆的载荷、速度和轴距。     

一种基于线性啁啾光纤光栅的啁啾编码光码分多址接入系统

提出一种新的双极性啁啾编码光码分多址接入（OCDMA）系统。该系统采用线性啁啾布拉格光纤光栅和光纤延迟线将数据比特扩频成由正或负啁啾光脉冲组成的扩频序列,并对多用户干扰和误码率进行了深入分析,探讨了系统误码率与地址码码长和光纤光栅的脉冲展宽因子的关系。结果表明,通过增大脉冲展宽因子可以有效降低该系统的误码率。     

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。     

光纤光栅传感在桥梁工程中的应用

分析了光纤Bragg光栅传感器的基本原理,对目前光纤Bragg光栅传感器在桥梁结构健康监测中的应用情况进行了讨论;探讨了光纤Bragg光栅传感器在研究和应用过程中存在的问题并适当提出了解决方案．     

炮管瞬态应变测试仪

为了测量炮管发射过程中各处的瞬态应变,研究了光纤B ragg光栅瞬态应变测试技术,构建了炮管瞬态应变测试系统.系统主要由宽带光源、光纤光栅、非平衡马赫-曾德干涉仪、数据采集与处理等部分组成.分析了光纤B ragg光栅应变信号的干涉解调技术,编写了三步移相解调软件.通过悬臂梁实验对系统进行了标定,得到应变与测量信号之间相位差曲线.在炮管壁安置4个测试点,分别测量出瞬态应变,炮管管壁的应变大小从炮尾到炮口呈逐渐衰减的趋势.分析表明,系统测量精度优于0.7%.该方法的使用对炮管和弹丸诸参数的选择有指导意义.     

光纤传感器在辐射环境中的应用研究进展

以光纤传感器中常见的基于布拉格光栅、法布里 珀罗腔和分布式系统的3种传感器在核辐射环境中的应用情况为研究重点,对其在核辐射环境中的应用研究进展进行了综述。光纤布拉格光栅传感器中纯硅光纤和掺氟光纤制作的光栅具有耐辐射的优异性质;分布式传感器中布里渊散射和拉曼散射的传感器具有一定的抗辐射特性;而法布里 珀罗传感器则由于其结构的特殊性,在核辐射环境下应用情况较差。目前,光纤传感器在核辐射环境下的应用还受到很大的限制,主要表现在光纤本身对辐射比较敏感,辐射后的光纤常表现出峰位移动和信号衰减等问题,严重影响光纤的长期稳定性。要实现核辐射环境下光纤传感器的大规模应用,未来应研制具有更强抗辐射性能的光纤和寻找更优的校准和信号处理方法,以提高传感器的响应精度。     

基于粒子群算法的FBG横向受力反射谱的研究

应用光纤光栅(FBG)测量横向作用力时,由于系统误差、器件损耗以及一些不易测得参数的影响,引起FBG的反射谱发生畸变,导致特征信息提取困难.为此提出了基于粒子群优化算法的FBG横向受力反射谱的分析方法,建立了FBG横向受力和粒子群算法模型,通过确立分析所用的目标函数,对FBG横向受力进行实验和寻优,在FBG横向受力反射谱中提取了特征信息.实验结果表明,粒子群算法在FBG反射谱分析中提取特征信息及测量一些不易测得的参数十分有效,并且精度高、稳定性好、收敛速度快,在FBG传感器高精度测量方面非常实用.     

废墟搜救机器人形位检测系统

提出一种应用于废墟搜救机器人的空间形状重建与搜救目标定位的方法.为了重建3.5 m机器人本体空间的曲线形状,自主设计了一根大长度的光纤光栅(fiber Bragg grating,FBG)曲率传感器来检测空间曲率信息,把离散的空间曲率拟合成空间曲线来实现形状重建.采用电子罗盘检测形状重建基准点的空间姿态,最终实现搜救目标的定位.经过实验数据分析可知,该形位检测系统的目标定位误差为10 cm左右,基本满足废墟中搜救机器人对搜救目标的定位要求.通过加入三轴电子罗盘的位姿检测,使得形位检测系统更加有效和实用.     

光纤Bragg光栅滤波器全光纤波分复用通信系统

建立了基于光纤 Bragg光栅滤波器的全光纤波分复用通信实验系统。对该系统原理及研究进展情况作了评述 ,并论述了全光纤波分复用通信的可行性及优势。     

高折射率芯Bragg光纤的气体传感特性

应用全矢量有限元方法,分析了高折射率芯Bragg光纤的气体传感特性,通过计算Bragg光纤的结构参数、传输光波长与其传感灵敏度之间的关系,结果发现：同等条件下,传输波长越长,高折射率纤芯半径越小,高折射率介质折射率越低,高折射率芯Bragg光纤的传感灵敏度则越高.     

光纤Bragg光栅的制作及其应用

光纤Bragg光栅是一种新型的光无源器件,伴随着制作技术的成熟,已成为当今的研究热点问题。根据学校对光纤Bragg光栅所开展的研究,该文介绍了光纤Bragg光栅的制作方法、在光纤激光器中的应用以及光纤Bragg光栅传感器测重实验。指出高校应紧紧围绕科技前沿研究开设实验,以达到开阔学生视野,培养社会急需高科技人才的目的。     

简易光纤Bragg光栅测重传感器的制作

设计了一种测量重力的光纤Bragg光栅传感器。光纤Bragg光栅传感器结构形似梯形体,在梯形体的上台面可以放置被测物体,在下台面中间位置需要粘贴光纤Bragg光栅。通过这种结构可以将纵向力转换为横向力,重力测量转换为横向位移测量。实验结果证明,自制的光纤Bragg光栅传感器测量范围在0～3.5 kg之间时,波长与重力呈现较好的线性关系,进程、回程显示具有较好的重复性。     

基于薄壁应变筒的光纤布拉格光栅压力传感器

综述光纤布拉格光栅的传感机理，研制基于薄壁应变筒的光纤布拉格光栅压力传感器。该传感器力灵敏度高，同时又能实现温度补偿；其结构简单，易干工业化生产。对静态特性实验研究结果表明，该传感器系统具有比常规的压力传感器更优越的性能，