基于新型FBG传感器的温度应变测试系统

为了能够同时监测温度与应变信息,设计了一种新型FBG系统,该系统采用线性啁啾光纤光栅结构,并设计了线性渐变厚度的FBG外形结构。针对新型FBG的外形结构进行了理论分析,推导了其对温度和应变的函数关系,给出了应变与轴向位置的具体形式。仿真分析了温度与波长偏移量的关系,并且分析了在不同轴向位置及应力水平条件下系统的应变值数据分布。仿真结果显示对于新型FBG而言温度与波长呈线性变化关系,应变受应力与z轴位置的影响而单调改变。由此从理论分析与仿真计算的角度验证了新型FBG传感器的可行性。     

智能结构中应变传感器布局研究

针对智能结构实时监测中传感器布点优化问题,本文在信息熵理论和应变柔度矩阵相结合基础上给出柔度应变信息熵定义,并提出了基于柔度应变信息最大熵原理的传感器优化布局方法。最后以一个四端简支板仿真算例和试验,对上述方法可行性进行分析研究,研究结果表明该方法能有效实现应变传感器优化配置。     

FBG传感器在节点试验中的应用研究

在钢梁与混凝土墙连接节点抗震性能试验研究中,在混凝土墙内部和钢梁翼缘的测点处同时布置了FBG应变传感器和电阻应变片进行应变采集,并将两者测得数据进行对比分析。结果表明：FBG应变传感器具有良好的抗干扰性和稳定性、安装和使用过程中不易损坏;表面式FBG应变传感器所测结果与电阻应变片所测结果基本一致,而内埋式FBG应变传感器所测结果与电阻应变片所测结果有一定差距;表面式FBG应变传感器具有较好的可用性与适用性。     

大型工程长期健康监测用FBG应变传感器的研究

为研究适于大型工程长期健康监测的耐久性光纤光栅(FBG)应变传感器,提出并实现了传感光纤无机-聚合物-金属的耐久性组合式封装。对传感元件应变传递的理论计算结果表明,光纤的应变传递机制主要依赖于封装结构的无机内核,金属外套用于工程安装初期对无机内核的保护,聚合物主要起这两者间的连接作用,其应变传递机制被抑制,故即使其力学或材料性能发生转异或劣变,亦不对传感器的耐久性产生显著影响;应变测试的理论分析及模型实验结果均表明,相对于普通聚合物封装的FBG传感器,组合式封装传感器的检测精度有明显提高,验证了理论分析结果的可靠性。 更多还原     

埋入式FBG传感器应变传递的有限元计算与理论分析比较

目的 研究埋入式光纤光栅(FBG)传感器应变传递规律,验证理论公式的正确性,为实际工程应用提供参考.方法 采用有限元方法 对埋入基体材料内部的光纤光栅FBG应变传感器的各层应变进行计算.结果 光纤应变与外界基体应变的比例系数小于1,封装钢管长度范围内的光纤的应变不为常数,纤芯与涂覆层的应变规律基本相同.结论 几种基本假设中,假定光纤与中间层一起变形,二者应变变化率相近最为合理,在此基础上推导出的理论公式可应用于工程实际.     

交替温度对FBG性能蜕化的影响机理及试验研究

纤芯折射率调制深度是影响布拉格光纤光栅(FBG)蜕化的唯一参数,仿真分析了折射率调制深度对反射谱峰值、过零带宽的影响。利用能级跃迁理论揭示了环境冲击引起势阱电子溢出,进而引起折射率调制深度减小的FBG性能蜕化连环影响机理。设计了试验系统,利用高低温循环试验分别对4个不同应变工况下的FBG进行加速蜕化作用。实验结果表明:温度循环交替冲击会使FBG产生较快的蜕化现象;在各个蜕化阶段,应变越大的FBG蜕化效应愈明显,施加应变为1 500με的FBG在1 000个交变循环后,反射光谱几乎就难以识别,失去传感能力。     

埋入光纤布拉格光栅传感器的智能碳纤维复合塑料

根据弹性力学和边界条件,得出了光纤布拉格光栅(FBG)传感器应变测量值与基体材料实际应变的关系方程。通过裸光栅直埋基体材料界面传递的特征系数,可表征和计算FBG检测应变与测点实际应变的误差及修正系数。并对固化于CFRP的FBG变传感特性进行了实验研究。结果表明:FBGBragg波长对应变表现出很好的线性和重复性。用电阻应变仪对FBG传感器应变传感特性进行实验对比标定,得出了表征FBG性能的应变传感灵敏系数。FBG传感器具有优异的应变传感特性,为先进智能复合材料的研发与应用提供了依据。     

FBG型光纤传感器温度与应变的关联分析研究

根据耦合模理论,采用级数展开方法,对FBG型光纤传感器温度与应变关联性质进行了理论研究与定量分析。首次定义温度一应变关联因子QB,利用QB估算了在不同情况下温度与应变的关联程度。研究结果对FGB型光纤传感器的实际应用具有一定的指导意义。     

基于FBG的切削力测量装置设计与分析

在分析光纤光栅(FBG)应变传感器原理的基础上,结合切削力测量特点,提出将FBG应用于切削力测量,设计了八角环结构的切削测力装置并对结构进行受力分析.利用FBG传感器测量八角环弹性体应变,构建了切削力测量系统,并进行了不同切削用量切削试验.实验结果表明,所提出的基于FBG的切削力测量方法可行,结构可靠.     

FBG宏应变传感技术在结构监测中的应用研究

通过对光纤布拉格光栅(FBG)宏应变传感技术进行研究,并结合平行分布相关理论,实现了对混凝土梁的挠度监测.根据有限积分法原理,利用FBG监测到的应变计算结构线形变化.实验采用一根4 m长的T形混凝土梁,T梁等分8个单元,在每个单元平行布置500 mm的宏应变传感器,同时用LVDT位移计实测T梁的挠度值,在两端处放置千分表,用来消除支座位移影响.结果表明:平行分布的FBG宏应变传感技术可以有效的监测结构变形,与LVDT实测值较接近.