光纤Bragg光栅在分离式Hopkinson压杆实验中的应用

光纤Bragg光栅用于高频应变的测试是一个重要研究课题．文中介绍了其高频解调原理,探讨了光纤光栅传感器用于分离式霍布金逊压杆(SHPB)实验装置中应变测试的相关问题；推导了弹性杆中传播的应力波σ与传感光纤光栅中光波相位的变化量Δ(?)之间的关系式,进而建立了含有光纤光栅传感变化量的弹性杆应力波计算公式；构建了基于光纤Bragg光栅的动态应变测试系统,对中心波长分别为1550nm和1545nm的裸光纤光栅传感器以及应变片,两种传感器粘贴在被撞击弹性杆(输入杆)表面测试应变的情形进行了比较研究,给出了实验结果．研究表明,光纤Bragg光栅在高频动态应变测量中具有很好的应用潜力和前景,测试方法和结论对于光纤Bragg光栅在高频动态应变的实际测试中具有积极意义．     

光纤Bragg光栅用于动态应变测试的研究进展

应变测量是光纤光栅的主要应用之一。概述了光纤Bragg光栅（FBG）在不同时期和领域用于动态应 变测试的研究进展;阐述了传感头、信号的解调方法和工程应用;评述了基于光纤Bragg光栅的动态应变测试方 法和解调技术;比较了各自的优缺点和目前所能达到的测试范围     

光纤Bragg光栅传感器测试技术研究进展与展望(Ⅱ):位移、加速度、索力、钢筋锈蚀、裂缝测试

综述了土木工程中用于结构应变和温度测试的各种光纤Bragg光栅传感器的研究现状,对其存在的问题进行了分析并指出其发展方向.从传感器制作方面分类介绍了管式、基片式和嵌入式封装应变传感器,增敏型和不受应变干扰的温度传感器,应变和温度同时测量传感器的最新成果.并概括了各种传感器的基本原理,总结了其优点和不足.通过对光纤光栅传感器特点和土木工程结构测试需求的综合分析,指出光纤光栅传感器在混凝土中的埋入技术及光纤光栅传感器的实用性、在结构中的优化布置、耐久性和长期稳定性等问题还需要进一步研究.     

光纤Bragg光栅传感器测试技术研究进展与展望(I):应变、温度测试

综述了土木工程中用于结构应变和温度测试的各种光纤Bragg光栅传感器的研究现状,对其存在的问题进行了分析并指出其发展方向.从传感器制作方面分类介绍了管式、基片式和嵌入式封装应变传感器,增敏型和不受应变干扰的温度传感器,应变和温度同时测量传感器的最新成果.并概括了各种传感器的基本原理,总结了其优点和不足.通过对光纤光栅传感器特点和土木工程结构测试需求的综合分析,指出光纤光栅传感器在混凝土中的埋入技术及光纤光栅传感器的实用性、在结构中的优化布置、耐久性和长期稳定性等问题还需要进一步研究.     

用于黏结面钢筋应变测试的表面式密布型光栅

通过在一根光纤上连续写入多个Bragg光栅制作成间距60 mm、中心波长依次排列的密布型光栅,经纵向错开分布多根光纤进一步减小了光栅测点间距,满足了高应变梯度测试中测点密集布设的需求.将裸光纤光栅直接粘贴在钢筋纵肋侧面,减少了应变传递的中间环节,并通过固化后黏结剂与钢筋纵肋形成对光栅的保护,且不影响钢筋与混凝土的黏结.经钢筋混凝土黏结滑移试件拉拔试验验证,所有光栅均未损坏且全过程工作性能良好,在钢筋屈服后测得最大应变为4×10-3,并得到了锚固区域内不同深度钢筋的拉应变分布.该方法充分发挥了光纤光栅体积小、串联分布式测量导线少的特点,布设过程操作简单且不影响黏结面黏结效果,非常适用于钢筋混凝土的黏结滑移应变测试,对其他纤维材料等的黏结滑移测试也有很好的借鉴意义.     

阵列波导光栅薄膜的制备及性能

以一种特定成分的有机硅为原料，采用溶胶-凝胶法，在硅基片上制备出用于光波导器件的薄膜．通过折射率和厚度测试及XPS成分测试验证了此薄膜具有较好的均匀性、厚度和光学特性，满足光波导器件的要求．分析了溶胶-凝胶法中常见的龟裂现象的原因以及采预防方法．利用这种薄膜结合微电子加工工艺制备出光波导器件阵列波导光栅．     

相似模拟实验中光纤光栅传感测试的温度补偿

为了提高光纤光栅的测试水平,研究了相似模拟实验中光纤光栅传感测试的温度补偿方法。采用了不受力温度补偿法。将温度补偿光栅埋设于模型外的相似材料模块中。模型开采过程中模块仅感受温度的变化,不受任何外力;模型内的测试光栅同时感受温度和应变的变化。实验表明,在外界温度变化的情况下,温度的影响作用明显,因此,剔除温度的影响很有必要。使用不受力法可以消除温度的影响,解决了相似模拟实验中光栅测试的交叉敏感问题,提高了测试的精度。     

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.     

相似模拟实验中光纤光栅传感测试的温度补偿

为了提高光纤光栅的测试水平，研究了相似模拟实验中光纤光栅传感测试的温度补偿方法。采用了不受力温度补偿法。将温度补偿光栅埋设于模型外的相似材料模块中。模型开采过程中模块仅感受温度的变化，不受任何外力；模型内的测试光栅同时感受温度和应变的变化。实验表明，在外界温度变化的情况下，温度的影响作用明显，因此，剔除温度的影响很有必要。使用不受力法可以消除温度的影响，解决了相似模拟实验中光栅测试的交叉敏感问题，提高了测试的精度。     

FRP筋拉挤成型工艺过程的光纤光栅监测与结果分析

FRP材料的力学性能受到成型加工参数的影响,而利用传统的方法不能对这些参数进行准确的测量.本文基于光栅对拉挤工艺生产FRP筋的过程中的固化温度和由于树脂固化过程中的化学收缩造成的残余应变进行监测,并采用双光栅法实现温度与应变的双参量同时监测.结果表明利用光栅测量的温度较设备设定温度低10℃左右;光栅在模具中所受到的应变随进入模具的长度增加而增加,在温度达到最高的固化温度处应变开始减小,表明了在此位置树脂开始固化;固化后的FRP筋的应变与温度变化呈线性关系,利用光栅测量FRP筋热膨胀系数为5.19×10-6/℃;同时在室温下,受拉状态下的残余应变为-50με左右,这为该材料的残余应力分析提供了依据.利用光栅可以定量测量FRP挤拉成型工艺过程中的固化温度,树脂在模具中的固化状态以及FRP制品中的内部残余应变.     

光纤光栅温度和应变的同时测量

从理论上分析了Bragg光栅对应变和温度的交叉敏感问题,提出了一种实现光纤光栅温度和应变的同时测量的方法.     

光纤Bragg光栅传感器温度和应变的双参量同时测量

分析光纤Bragg光栅传感器的温度应变交叉敏感机制，利用光栅对实现了温度和应变的双参量同时测量，有效的消除了交叉敏感对FBG型传感器测量精度的影响．     

光纤光栅温度补偿实验研究

分析了光纤布拉格光栅对温度和应变传感的响应机制,对光纤布拉格光栅传感中的应变和温度交叉敏感问题进行了讨论,在此基础上提出了采用参考光栅实现光纤布拉格光栅应变传感时的温度补偿的基本原理和方法,并通过实验进行了验证。理论和实验均证明,与其他温度补偿方法相比,笔者提出的参考光栅温度补偿法原理简单,补偿效果好。     

光纤布喇格光栅应变传感灵敏度的分析

分析了光纤布喇格光栅分别在轴向应变和径向应变情况下的传感特性,在理论上推导了光纤布喇格光栅的应变-波长位移数学模型,讨论了轴向应变灵敏度和径向应变灵敏度的异同,并且给出了计算机仿真实验结果．光纤布喇格光栅传感器在实际应用中,安装方位对光纤应变测量有很大影响,分析了轴向应变和径向应变同时存在的情况下,不同的安装方位及其不同的应变比导致光纤布喇格光栅传感灵敏度的变化,同时给出了计算机仿真实验结果．     

FBG传感器在公路柔性基层应变监测中的应用

在山东某高速公路路段柔性基层埋设光纤光栅传感器,以进行柔性基层结构的应变场测试.根据高速公路铺设中的实际情况提出传感器埋设方案,成活率达100%.当汽车通过时,对应变场进行监测,测试结果表明:监测结果与路基所受应力相符,光纤光栅传感器用来测量高速公路柔性基层应变具有明显优势.     

光纤Bragg光栅的传感原理及实验分析

光纤传感器作为一种先进的传感器,有许多优点,它的用途必然越来越广泛。本文着重研究了光纤布拉格光栅的应变和温度特性,通过实验所测的光栅应变系数和光栅温度系数与理论计算值很相符,为光纤Bragg光栅在电力、石油、化工等领域的温度和应变监测提供了理论依据和实验数据。     

光纤Bragg光栅的传感原理及实验分析

光纤传感器作为一种先进的传感器,有许多优点,它的用途必然越来越广泛.本文着重研究了光纤布拉格光栅的应变和温度特性,通过实验所测的光栅应变系数和光栅温度系数与理论计算值很相符,为光纤Bragg光栅在电力、石油、化工等领域的温度和应变监测提供了理论依据和实验数据.     

光纤光栅应变传感器光力转换的非线性时变方程

基于光纤光栅应变传感的基本原理以及弹塑性力学与黏弹性力学的基本理论,建立了考虑传感器的非线性和黏弹性力学行为的光纤光栅应变传感器光-力转换的非线性时变方程.     

基于光纤光栅传感技术的沥青路面永久变形计算方法

为推广光纤光栅技术在道路工程中的应用,解决沥青路面结构内部应变和温度信息的监测及分析难题,提出基于足尺寸道路监测信息的永久变形计算方法.采用修正的Burgers黏弹性模型,建立了由多类型光纤Bragg光栅传感器组合的道路监测系统,获取了各埋设层内的最大压应变、温度以及车辆的动态加载时间等参数.实例计算表明,利用光纤光栅传感技术进行沥青路面永久变形计算是完全可行的.     

桩基模型试验应变测试方法比较

桩身应变测试是桩基承载性能研究中的一项重要内容,是竖向荷载作用下桩身应力、轴力、侧摩阻力等荷载传递规律分析的基础.基于室内模型试验,采用常规的电阻应变片与光纤布拉格光栅（FBG）两种应变测试方法,对两组单桩在竖向荷载作用下的桩身应变特性做了完整的测试.对比分析试验结果表明：光纤布拉格光栅测得的应变数据具有较高的精度和稳定性,可以绘制更符合客观实际的桩身轴力和桩侧摩阻力曲线.