光纤光栅传感器及其在结构健康监测中的应用

依据结构健康监测的基本概念,阐述了光纤光栅的构造和传感原理,列举了采用光纤光栅封装传感器的三种工艺,介绍光纤光栅传感网络系统原理以及光纤光栅传感器发展历程和在健康监测中的应用。     

光纤光栅传感器在机车实时监测系统中的应用

铁路运输的安全可靠对于国家经济发展具有重要意义，如何做好机车实时运行状态的监测是铁路部门普遍关注的课题。该文用光纤光栅传感器替代传统的电子电流传感器，基于其抗磁性、高稳定性、高灵敏度等特点。设计机车实时监洲系统，实现对机车运行状态中轴箱、设备舱和车厢温度、列车应力应变，加速度和预警等信息的监测，实现列车的安全可靠运行。     

光纤光栅传感器在土木工程结构健康监测中的应用

在土木工程领域，光纤智能检测方法是结构健康监测中一种新的方法。本文首先系统阐述了光纤光栅传感器的独特优点，然后，对光纤光栅传感器的结构和工作原理进行详细介绍,回顾了目前光纤光栅传感器在国际上和国内用于健康监测研究和应用的现状，及其光纤健康监测系统的构成、信号处理、安装等方面问题；最后，展望了光纤光栅传感器在结构健康监测领域中的前景。     

光纤光栅传感器在路基沉降监测中的应用研究

针对路基沉降变形监测工程中存在的耗费大量人力,无法实时掌握路况信息的问题,研制开发了温度不敏感型光纤光栅沉降位移传感器,其量程达到100 mm,测量精度0.1 mm。对两个多月的现场试验数据分析表明,光纤沉降位移传感器实时反映了路基面的沉降状况,尤其对降水等因素引起的路基面沉降速率的变化能够及时准确的响应。     

光纤光栅温度在线监测系统在电力安全监测中的应用

针对电力设备安全检测的需求,研制成光纤光栅温度在线监测系统。本文介绍了光纤光栅测温系统的工作原理、软件结构、主要技术指标及系统在电力系统在线安全监测方面的应用。该系统测温范围在-20℃-＋130℃,测温精度为精度±O．5℃,分辨率0．1℃,具有本质安全、布设方便等特点。     

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...     

光纤布拉格光栅在火灾监测中的应用

介绍光纤布拉格光栅(FBG)传感技术、温度特性、解调技术、光源的选择.在分析光纤光栅感温火灾监测系统工作原理的基础上,着重介绍了该系统的组成、工作过程、特点及应用.     

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。     

光纤光栅传感技术在特大跨桥梁施工监测中的应用

本文在光纤Bragg光栅理论研究基础上,结合理论计算,着重对光纤传感技术在特大跨桥梁施工监测中的应用进行了系统的研究,论证了光纤光栅用于大型桥梁施工监测的优越性,具有广阔的应用前景.     

光纤光栅温度监测仪在变压器热点远程监测中的应用

介绍了一种新型光纤光栅温度监测仪用于变压器热点的温度监测,仪器采用先进的光纤光栅传感技术,具有不受电磁干扰、远程监测、精度高等优点,尤其适合变压器这种高压、强磁场的环境。在多个变电站投入使用,取得令人满意的测量效果,较好地解决了传统变压器测温设备测温不准的缺陷。     

光纤光栅应变传感器的温度补偿

为建立经过钢套筒封装后的光纤光栅应变传感器的温度补偿方法,从封装传感器的微观结构出发,利用光栅与封装套筒在界面上力学作用机理推导出封装传感器的波长变化与环境温度、应变变化值之间的关系式.给出了应变传感器进行应变测量时的温度补偿公式与工程实施方案.室内的标准实验证明:对于封装的应变传感器进行应变测量时,采用建立的温度补偿公式与实施方案能够正确剔除温度影响,得到真实的应变值,如果采用传统的裸光栅温度补偿方法在温度变化幅度较大情况下将导致严重的系统测量误差.     

基于FFT的光纤光栅机械振动监测系统研究

应用光纤布拉格光栅传感技术,设计了一种光纤光栅机械振动监测系统,该系统通过对传感器返回的实时振动信号做快速解调,从而实现了振动频率、加速度、速度、位移等多参数监测与远程传输,同时提供了完善的数据分析与显示功能。试验结果显示,该系统可有效应用于涡轮发动机、煤矿通风机等机械设备的振动监测中,为机械设备的故障诊断提供了软件支持。     

光纤光栅传感技术在桥梁施工监控中的应用

为了满足桥梁顶推法施工监控的复杂要求,分析了光纤光栅传感器的结构和原理;研究了应变和温度交叉敏感以及波长解调等光纤B ragg光栅(FBG)传感技术应用中的关键问题。根据对桥墩受力变形的分析,结合实例设计了传感器参数。将虚拟仪器与FBG传感器相结合,可以利用虚拟仪器技术在信号采集、分析、存储和传输等方面的优势,实现光纤光栅解调与施工监控于一体,保证了施工安全和桥梁质量。     

SQLite在光纤光栅嵌入式系统中的应用研究

针对变电站高压开关柜测温设备便携性的需求,结合光纤布拉格光栅传感技术,通过实例介绍了SQLite从开源数据库代码到可调用动态链接库对象的封装步骤,并实现光纤光栅嵌入式系统。测试结果显示,SQLite在嵌入式系统数据查询速率、空间占用方面的性能良好。     

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.     

低频光纤光栅加速度传感器

为了摆脱电磁干扰对磁电式传感器的影响,通过对光纤光栅加速度传感器力学模型分析,建立了加速度与波长变化间的数学模型,设计了低频光纤光栅加速度传感器.实验结果表明,光纤光栅加速度传感器幅频带宽为45 Hz,横向抗干扰能力为40dB,能够满足工业测量需要.     

电力电缆光纤光栅实时在线测温传感器优化设计

开发高压超高压电力电缆光纤光栅温度传感器系统,提出光纤光栅传感机理,建立优化设计框架.通过光纤光栅温度传感器封装结构优化设计,提出片式封装结构;通过线性度优化设计,提出用铝板作为封装基底材料;通过外界应力场影响补偿优化设计,提出采用40 mm× 10 mm(长×宽)的小尺寸封装方法.进行光纤光栅温度传感器水域实验和光纤光栅测温系统对比实验,讨论系统的性能和可行性.并将光纤光栅温度实时在线监控系统应用于实际工程项目,分辨率达0.1℃,精确度达±0.5℃,测温范围可达-30～200℃.     

A novel high-sensitivity pressure sensor: Thinned fiber Bragg grating with pressure-sensing polymer

Based on thinned fiber Bragg grating and polymer material, we propose a novel high-sensitivity pressure sensor and obtained a new contribution to the pressure sensitivity, which is dependent on the derivative of the effective refractive index (RI) of core mode with respect to the surrounding medium RI, as well as on the relationship between the polymer RI and the pressure; moreover, it is inversely proportional to Young’s modulus of the polymer material. For the polymer with Young’s modulus of 1.0 MPa, the total pressure sensitivity 1.54×10-2 MPa-1 can be obtained.     

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。