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。     

自动加固的ER智能抗震结构体系的研究

工程结构的抗震加固是一种具有广泛应用价值的工程技术。本文提出了用ER智能结构构件来加固常见的搞震结构,使之成为自动加固的ER智能抗震结构体系的方法。在介绍了这种智能结构体系的组成和工作原理的基础上,讨论了自动加固用的可调参数的ER智能结构构件的力学模型和试验情况,并研究分析了它在实际工程中的应用。结果表明：采用ER智能结构构件来加固抗震结构是一种十分有效的方法,自动加固的ER智能抗震结构体系的抗震性能比原结构有大幅提高,并较大地超过了用被动控制方法加固的抗震结构。     

基于塑料光纤和棱镜结构的光纤式转速传感器

介绍了一种基于塑料光纤和棱镜结构的光纤式转速传感器,以提高机车轴端速度传感器的绝缘耐压等级和抗电磁干扰能力.传感器使用塑料光纤,以提高耐振动性能,并降低成本;在每个通道中使用2片直角棱镜以减小传感器体积;在一个模块中集成多组光纤,通过控制光缝的位置误差来控制通道之间的相位差,以简化制造工艺.试验结果表明,该传感器的测量性能满足要求,耐压等级被提高到10000 V以上.     

超低频绝对振动的光纤传感技术研究

针对目前用于绝对低频振动测量的传感器在测量超低频(1 Hz以下)的绝对振动时,其输出信号完全被“淹没”的缺点,提出了一种基于光纤的超低频绝对振动速度传感器技术方案.从传感器的力学模型出发,导出了传感器谐振结构的动态模型,对传输光纤出射光光强分布的线性度进行了分析,得出了输出信号与振动输入信号的关系.实验结果表明,此传感器与惯性磁电式速度传感器相比,在低频段具有更高的灵敏度.     

基于光纤干涉仪的加速度传感器

用于振动检测的光纤干涉仪加速度传感器具有大动态范围和高灵敏度等优点,非常适合要求高响应检测的场合。本文主要介绍了光纤干涉仪加速度传感原理和设计结构,并对常用的两种结构进行了性能比较。     

基于分布式光纤的混凝土梁应变检测试验

为探讨分布式光纤传感器探测混凝土构件的应力、应变以及内部裂缝分布的效果,对2m标准试验梁进行试验.运用光纤内布里渊散射光频率与应变呈线性关系的原理,用埋入式光纤形成传感器.配置了分布式光纤传感器的混凝土试验梁,置于万能拉压试验机做力学试验.采用光纤解析仪泵浦激光,注入探测光,检测散射光,自动分析采样数据.用传统的应变片做对比研究.试验检验了两种光纤传感器,分别为GFRP光纤智能筋和裸光纤.研究结果表明:两种光纤都能有效测量混凝土应变并感知裂缝,裸光纤比智能筋更加灵敏.     

具有触滑觉功能的肌电假手

研制了一种可以感知触滑觉的智能假手.传感器采用有机压电(PVDF)材料为敏感元件,在传感器外表面贴有点阵状结构的橡胶表皮.当假手接触到物体时,传感器产生一个阶跃响应;当物体滑动时,导致点阵状结构表皮振动,产生交变的滑动响应信号.这样传感器可以检测并判断出触觉和滑觉信号.这种利用交变压电信号来判断滑动的方法,简单易行,反馈实时性高.实验表明,安装有这种传感器的假手可以安全地握取易碎或者比较柔软的物体,克服了传统假手的弊端,提高了仿生性能.     

振动速度传感器的动态性能改进的软件方法

以磁电式振动速度传感器的模型为基础,分析了传感器的动态性能,提出了一种利用现有磁电式振动速度传感器实现超低频振动测量的动态性能改进的软件补偿方法.其基本原理是基于零极点配置法构造出一个软件的补偿算法,并用数字滤波器实现,从而使磁电式振动速度传感器的输出信号经过运算后其动态性能得到改善,扩展了磁电式振动速度传感器的使用频带,这些在工程测试领域有重要的实用价值.     

光纤悬臂梁式振动传感器的研究

研究了一种新型光纤悬臂梁式振动传感器,这种传感器的光纤悬臂梁带有光纤微准直透镜,提高了光路的光耦合效率,而且,传感器的接收探头采用了“双光路差分结构”,从而大大提高了传感器灵敏度,同时也增强了抗干扰能力。通过实验测试研究了传感器对压电陶瓷激振的响应特性,证实了该传感器对振动测试的能力。 (将发表在《西安理工大学学报》2001 Vol.17 No.2)     

CFRP加固初始损伤桥梁构件性能监测试验研究

由于使用过程中的汽车超载作用和环境侵蚀作用导致既有钢筋混凝土桥梁不可避免地发生损伤,引起变形过大和承载力下降从而影响其使用性能,必须采取维修加固措施方可继续服役.本文通过静载试验模拟汽车超载作用,通过恒电流加速锈蚀试验模拟氯盐侵蚀环境下混凝土构件承载力退化,采用CFRP对存在初始损伤的桥梁构件进行了加固,并采用分布式光纤传感技术(BOTDA)监测了构件内部应变,对比分析了加固前后的挠度、裂缝及应变变化情况.试验结果表明,不同的初始损伤对碳纤维加固效果影响不同,引起较大残余变形的超载损伤对加固后桥梁构件的协同工作能力有明显的降低影响.构件内布设传感光纤在超载状况和钢筋锈蚀情况下均可保证稳定、可靠的性能监测,可用于智能桥梁的设计实施和既有桥梁的实时监测.