光纤布拉格光栅应变传感器的低温特性

研制了一种新颖的菱形光纤布拉格光栅（FBG）低温传感器。采用有限元方法分析了这种结构的力学性能和温度特性。将该装置置于低温（液氮）拉伸设备中，实验研究了这种封装形式的低温应变特性。采用光纤布拉格光栅网络分析仪和低温应变仪，分别测量了液氮温度下菱形应变传感器的波长变化量和应变变化值，测得其应变系数为-0．7185μe／pm，线性度达到0．9998。     

光纤光栅传感器用于飞行试验应变测量的可行性研究

为推进光纤光栅(FBG)传感器在飞行试验应变测量中的应用,对其进行地面验证试验,并分析传感器封装结构、测试粘接工艺对应变测量的影响.FBG在飞行试验应用中具有体积小、质量轻的优势,但光纤易受损,需用不锈钢基片将光纤封装后使用AB胶与被测基体粘接.该文通过FBG与电阻应变计对比实验,验证其应变测量可行性,结果表明,FBG...     

用于钢筋混凝土梁的光纤光栅应变传感器

在变形测定器中,光纤Bragg光栅被粘贴于内管的两端,这两端的距离确定了传感器的量规长度。为了测量拉应变和压应变,该光纤光栅必须保持处于与可能的最大压应变相等的永久性拉应变。将光纤Bragg光栅贴于H154梁的混凝土表面和H158梁的钢筋表面,以分别检测拉应变和压应变。当钢筋混凝土梁受到千斤顶的加载时,它的应变可由光纤Bragg光栅的反射Bragg波长的偏移量获得。实验表明,作为一种绝对检测器件,光纤Bragg光栅为钢筋混凝土梁提供了有效监测,其中,拉应变~1000me,而压应变~1500me。     

GFRP封装光纤光栅应变传感器疲劳性能研究

针对光纤光栅传感器疲劳性能不佳制约其工程化应用的问题,该文对一种高疲劳玻璃纤维增强聚合物(glassfiber reinforced plastic,GFRP)封装的光纤光栅应变传感器进行疲劳性能研究。首先,介绍该传感器的结构型式,并进行静态性能标定。然后,通过疲劳实验研究传感器在长期荷载作用下的疲劳性能,设置应变为10 000,8 000,7 000,6 000,2 000με,采用等幅正弦波加载方式,加载频率为10 Hz。实验结果表明:传感器的非线性误差均小于2%,重复性误差均小于0.5%,灵敏度系数略有波动,其值均小于2%,在6 000με条件下疲劳寿命可达200万次以上。传感器各项性能参数满足结构长期安全监测需求,具有较高的抗疲劳能力。最后给出的传感器疲劳寿命曲线,可为传感器剩余寿命预报及传感器的更换提供参考。     

应变、温度、位移测量光纤光栅传感器的研究

本文介绍了集成式Bragg光纤光栅(FBGI)传感器的结构及其应用该传感器测量应变、温度、位移的基本原理.利用FBGI和相干性干涉信号解调方法实现了用一个传感器同时测量三个参量.实验结果表明温度精度达±1℃,应变精度为±30u ε,位移分辨率达1nm,测量重复性好.     

光纤光栅传感器在建筑施工中的应用研究

光纤光栅传感器是一种新兴的传感器,文章主要介绍了其传感原理和特点,分别论述了光纤光栅温度传感器和光纤光栅应变传感器在建筑施工中的应用场合,介绍了典型的应用实例和各自的工作原理,找到了光纤光栅传感器在建筑施工应用方面的关键技术难点,并对这两个技术难点提出了解决方案,最后指出了光纤光栅传感器在建筑施工方面应用的前景和发展方向。     

Bragg光纤光栅法布里-珀罗传感器应变测量的研究

文章提出了一种对静态应变进行高分辨率测量的新方法。该方法是将 Bragg 光纤光栅(FBG)与全光纤法布里-珀罗传感器(FFPI)组合使用,利用 FBG 的反射波长漂移特性来测量干涉条纹的数目,利用 FFPI 和伪外差解调法对小数条纹进行解调,实现高分辨率的测量。通过实验测定,该系统对静态应变测量的分辨率达到了33nε。     

埋入CFRP的FBG光纤传感器界面传递特性实验研究

埋入碳纤维复合材料（CFRP）的光纤布拉格光栅（FBG）传感器应变测量值与基体实际应变存在误差,用光纤、保护层、粘贴层和基体材料的界面传递特性来表征应变测量值可提高精度．根据弹性力学和边界条件,得出FBG应变测量值与基体材料实际应变值的关系方程,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．试验结果表明：对埋入裸光栅的碳纤维复合材料同时进行电阻应变与FBG—IS波长解调试验对比,试验测量FBG应变传感灵敏系数与理论值十分接近;对埋入CFRP的FBG裸光栅,由于不存在粘贴层界面传递的影响,其应变测量值可无需修正．     

改进型双光栅矩阵运算光纤光栅传感器

在光纤光栅传感器的应用中一直存在着交叉敏感问题,必须采取各种措施进行补偿或区分。 在悬臂梁的上下两面分别粘贴光纤光栅,通过分别测量这两个光栅的波长位移的改进型双光栅矩阵运算法来克服交叉敏感问题。该方法只需要一套光源和检测系统,装置简单,具有较低的成本和实际应用前景。     

工程结构光纤应变传感器

研究了一种用于土木工程结构监测的本征型强度调制光纤传感器，其敏感部分是利用光刻技术在多模光纤上形成的齿槽周期结构。详细分析了该传感器原理，首次得到这种传感器既能测量拉就变，也能测量压应变的统一表示公式。传感器对应变的响应具有 线性变和重复性，而且应变灵敏度完全由敏感元结构参数决定。     

Bragg光栅式应变传感器的传感特性研究

光纤Bragg光栅是一种新型的传感元件,其原理是利用波长解调的方法将被测的信号转化为光栅反射波长的偏移量,同时反射波长不受入射光的功率波动或光路系统损耗的影响。光纤Bragg光栅应变式传感器因此具备良好的可靠性、不受电磁干扰、不易腐蚀,同时最大的优点是在一根光纤上将多个光纤光栅应变传感器串接组成构成阵列开展分布式测量等优点,在逐渐应用于各类力学检测领域。本文着重对光纤Bragg光栅温度和应变的传感特性简要介绍并进行试验分析.     

载氢与掺锗石英光纤的光致折射率改变

对载氢掺锗石英光纤的紫外光敏特性以及载氢条件对光纤紫外光敏性的影响进行了系统地实验研究. 实验结果表明: ①载氢光纤的光致折射率改变随紫外曝光时间的变化规律( Δn=3.3×10^-4t^0.31689)是先呈指数增长到达一定的时间基本达到饱和, 如果继续照射, 光致折射率改变继续增大, 并对紫外光敏机理进行了讨论; ②随着载氢压力的增大, 光纤的紫外光敏性呈正比例增大, 两者之间的关系为Δn=1.34times10^-5+4.66×10^-5P; ③掺锗石英光纤的紫外光敏性的大小随着载氢时间的延长, 呈指数增长, 最后达到饱和.     

基于长信号谱自相关的光纤光栅传感解调方法

针对光纤光栅传感领域波长高精度探测和传感复用光栅数量增多的需要,提出一种基于长信号相关谱的新型光纤光栅数字解调技术.该技术在可调谐滤波法的基础上,通过传感光栅与调制光栅反射谱卷积后的信号,即光电探测器的光强时间信号,进行自相关分析以实现对波长漂移的测量以及对传感光栅反射谱形状的识别,增强系统的复用能力,提高了性价比.模拟仿真表明,光纤光栅长信号相关数字解调方法可以准确测量光纤光栅波长的漂移,能更好实现传感复用.等强度悬臂梁实验验证该解调方法能实现光栅应变的高精度测量,优于传统的应变片测试.     

基于光纤光栅传感器的弓网状态监测方案及其验证试验

结合轨道交通列车受电弓与接触网安全监测的实际需求,提出利用光纤光栅传感器进行碳滑板应变变化实时检测,利用应变推导出接触力变化,实现接触力检测,从理论模型和试验测试两方面对监测可行性进行验证,为弓网状态监测提供了一种可行的解决方案。     

基于光纤布喇格光栅传感器的精密位移测量

首先对光纤布喇格光栅传感的基本原理进行了分析,并给出了光纤光栅位移传感的基本公式.在此基础上,设计制作了一种光纤光栅位移传感器.采用光纤光栅作为传感元件,利用多波长计进行波长检测,对位移量进行了传感测量.实验中,传感器位移检测范围为0.6mm,其传感测量精度为±43nm,测量分辨率为1.5nm.实验结果具有良好的线性度.     

金属涂层SPR的单端面LPFG折射率传感器

提出了一种新型的单端面反射的镀有金属膜的长周期光纤光栅传感器.这种基于表面等离子体谐振的具有三层结构的传感器分为两个部分,光栅部分用连续CO2激光脉冲制作,金属膜是由真空镀膜制成.在光栅上镀上各种不同厚度的薄金属膜来激发表面等离子体波,用这种光纤光栅传感器来测量液体的折射率,并研究它的反射谐振谱的特性.在标准气压下,镀有80 nm银膜的光栅从水(ns=1.33)到酒精(ns=1.36)中光栅谐振波长改变了1.14nm,其敏感度达到折射率变化～5×10-4谐振波长改变20 pm.研究发现不同厚度的不同金属膜显示了不同的敏感度.通过比较光栅在空气,水,酒精,甘油,以及在它们的混合物溶液中的谐振波长,得到这种反射式的长周期光纤光栅传感器的敏感特性.为制作一种高性能的用来测量折射率的光纤光栅传感器提供了一个有益的参考.     

差动光栅在精密测试中的应用

提出差动光栅概念,举例说明差动光栅在光纤面板刀口响应测试和材料形变自动监测系统等精密测试中的应用。     

裸光纤光栅及光纤力锤在大桥模型试验中的应用

经缩尺比例后,大跨度悬索桥模型的构件一般变得很细小,尺寸大的传感器无法或不宜安装在结构模型上,尤其是需作动力试验的模型,附加大量传感器及电缆线的质量、刚度和阻尼会严重影响试验的结果.为解决此问题,该文采用细柔的裸光纤光栅测量直径仅0.5mm细钢丝吊索及其他细小构件的应变.为获得光纤所测应变的传递函数,研制了激振用的光纤...