弯曲光纤光栅温度与应力传感特性研究

光纤布拉格光栅(FBG)是利用纤芯折射率的周期性变化实现传感的光纤器件,消除待测参量与温度的交叉敏感性是其在应用过程中必须解决的关键问题.采用典型的双光栅结构,分别将两支FBG粘贴于弯曲金属薄片的内侧和外侧,测量金属薄片在温度与应力作用下FBG的反射波长.实验结果表明,两支光栅的反射波长随温度升高而增加、与应力成相反的线性变化关系.根据此现象可有效消除温度变化对FBG的影响,实现应力测量.     

基于光纤光栅的应变和温度同时测量传感技术的研究进展

从理论上分析了引起光纤光栅交叉敏感问题的物理机制、基于双波长矩阵法和双参量矩阵法的各种应变和温度同时测量方案;对各种方案进行了详细的分类,介绍其工作原理并分析了各自的优缺点;最后提出了新型光纤光栅(FBG)与非本征法珀干涉仪(EFPI)复合传感器,其中FBG对应变敏感,EFPI只受温度影响.     

光纤Bragg光栅应力测量的研究

提出一种温度补偿光纤光栅应力传感器,即将光纤布拉格光栅粘贴在应力分布不同的悬臂梁上.通过理论推导得出,光纤光栅反射波长的两个反射峰之间的距离与应力成线性关系,而不受温度变化影响.实验时,当所加砝码为70 g时,出现两个反射峰;继续增加到180 g,两个反射峰中心波长达到0.15 nm.对实验数据进行数据拟合,线性拟合度达到0.97,进一步证明了该方法的可行性和有效性.     

光纤传感器中的光纤双折射问题

<正> 单模光纤中的双折射可以由内部(残余应力及芯径不匀)和外部(弯曲、温度、振动以及外电场、外磁场等)的原因引起。下面分别加以讨论。(1)应力引起的双折射:光纤受有     

光纤Bragg 光栅的温度传感研究􀀁

本文分析了光纤 Bragg光栅在受到温度调制时的滤波特性。与温度对光纤光栅反射谱波长的影响相比 ,对其带宽的影响可忽略。实验中 ,光纤光栅受温度的调制 ,并且其反射谱由光谱仪记录。结果表明该光纤 Bragg光栅对温度产生的波长偏移是 0 .0 0 991nm/℃。值得注意的是实验中最大标准误差为 0 .0 3nm,能满足目前波分复用技术所需的信道精度。     

分布式光纤传感器温度与应变区分的研究

针对分布式光纤传感器系统中温度和应变同时存在的问题,给出了一种联合受激布里渊散射(SBS)和后向瑞利散射来解决此类交叉问题的方法.根据光纤中SBS,后向瑞利散射与施加在光纤上的温度和应变的相关特性,分析了温度和应变对SBS,瑞利散射的影响.数值求解出在泵浦光入射端接收到的SBS信号光功率和后向瑞利散射光功率.由应变补偿并解调SBS信号光功率获得温度信息,并分析了应变对温度精度和空间分辨率的影响.     

用单光纤布拉格光栅实现应力和温度同时测量

本文提出一种新型的基于光纤布拉格光栅的传感器,实现应力和温度同时测量。将一个布拉格光栅刻写在掺铒／钇光纤上,利用掺铒／钇光纤放大器的自发放大发射能与温度的线性关系来确定温度的变化,通过测量布拉格光栅波长的偏移来确定应力的数值。用法布里－珀罗可调谐滤光器接收信息,可实现应力和温度的分离,实验获得的应力和温度的测量范围分别为0－1400με和45－180℃。     

高温暴露对索力监测用胶接植入光纤光栅传感器的测试性能影响研究

高温暴露是桥梁缆索索力监测用胶接固定的光纤光栅传感器测试准确、可靠性的关键影响因素,为了了解高温暴露对缆索索力监测用胶接植入光纤光栅传感器测试性能影响,将胶接于缆索钢丝上的光纤光栅传感器进行高温暴露测试(80℃ )、循环加卸载测试以及剪切性能测试,进而分析、讨论高温暴露对光纤光栅传感器的测试性能影响。结果发现:在钢丝承载较小时,高温暴露后胶接于钢丝上的光纤光栅传感器载荷－波长关系的斜率明显小于承载较大时,且在钢丝承载较大时,高温暴露导致载荷－波长关系下移而明显处于未暴露的下方,这主要是由光纤光栅在应力(预张)和温度作用下的应力松弛和钢丝的力学性能变化导致。     

湿度和温度对聚合物光纤光栅反射波长漂移量的影响

针对固体火箭发动机纤维缠绕壳体状态监测中局部可能出现大应变情况,采用聚合物光纤布拉格光栅(polymer op-tical fiber Bragg grating,POFt3G)传感器对大应变进行检测;分析了湿度和温度对光纤光栅反射波长漂移量的影响,建立了湿度传感模型、温度传感模型和温度湿度混合模型.并通过MATLAB进行数值仿真,结果表明,反射波长随温度的升高而减小,随湿度的增加而增大,并受到温度和湿度的交叉影响,这与文献报道的实验结果比较吻合.     

光纤电流互感器自适应温度补偿系统

针对光纤光栅(FBG)电流互感器容易受到温度影响这一特性，设计了一种基于STM32单片机的光纤光栅电流互感器温度补偿系统。通过单片机实现PID自适应控制算法，锁定电流互感器输出的电压值恒定在静态工作点，从而实现电流互感器不受外界温度影响得到稳定的电流信号输出。实验结果表明，在22~39 ℃范围内，输出电压稳定度在±1%以内，解决了电流互感器受限于环境温度的问题，实现了电流与温度的同时测量。经过此方法改进后的电流互感器测量精度高、系统结构简单、成本低、可靠性高，加快了光纤光栅电流互感器的实用化进程。