基于VI技术的光纤光栅应变测试系统的研究

传感器、通信和计算机技术成为现代信息技术的三大支柱，光纤传感技术则代表了新一代传感器的发展趋势。笔者分析了布拉格光纤光栅应变传感器的基本原理，结合计算机VI技术，设计了一种光纤光栅应变测试系统，并与电阻式应变传感器进行了应变对比测试实验。实验结果表明，该系统不但具有传统电测法的优点，同时具有灵敏度高、抗干扰性强的特点，可用于金属结构健康状态的在线监测，在工程实际应用中具有重要意义。     

基于滤波器边缘解调技术的光纤光栅压力测试系统

利用光通讯技术中被广泛应用的中心波长为1 550 nm,波形为等腰梯形的光纤带通滤波器的边缘效应进行解调,对所定义的波长调制函数和滤波器边缘特性进行了分析,搭建了光纤光栅压力测试系统,并进行了实验测试.借助压力测试台对所研制的光纤光栅压力测试系统进行了标定,并将测试结果与标准值进行了比较,在0～6 MPa的范围内该测试系统的引用误差为1%.     

基于FBG传感技术的黏性土中静压沉桩阻力测试

为了探索光纤光栅(fiber Bragg grating,简称FBG)传感技术在黏性土中静压管桩沉桩阻力测试的适用性,在均质黏性土中进行了模型管桩静力压入试验。数据测试采用增敏微型光纤光栅应变传感器和双模式光纤光栅土压力传感器,基于FBG传感技术采集应变数据,分析沉桩过程桩端阻力和桩侧阻力贯入特性。通过改变桩长、桩径及开口和闭口,对比分析基于FBG传感技术的静压管桩的贯入过程差异。研究结果表明,FBG传感技术对黏性土中静压沉桩阻力的测试性能优越,能够准确体现静压管桩的贯入特性,清晰反映桩端阻力和桩侧阻力随桩径、桩长及开口和闭口的变化过程,这对静压管桩的模型试验与工程设计具有较大的参考价值。     

大型柴油发动机性能测试中的光纤传感技术

传统电传感器在柴油机性能测试方面存在缺陷与不足,可将光纤传感技术应用于大型柴油发动机性能测试.通过3组试验测试,验证了光纤传感技术的应用优势.根据光纤传感器、柴油机缸盖结构特点,在优化测试方案的基础上利用光纤温度传感器探针进行缸盖测试.文章介绍了光纤光栅传感的轴向应变特性,针对莱内1110单杠柴油机进行振动测试,分析不同转速下光纤振动传感器的响应输出信号情况.根据柴油机进气管道结构及特点,通过新型悬臂梁结构流量传感器的设计,验证了柴油机进气流量测试中光纤传感器在流体信息收集方面的优越性.     

基于FBG传感技术的静压沉桩贯入特性测试研究

由于静压沉桩贯入机理复杂,桩端形式不同是引起静压沉桩贯入特性不同的主要原因之一,故提出了一种应用光纤光栅（fiber Bragg grating, 简称FBG）传感技术监测不同桩端形式静压沉桩贯入特性的新方法。将增敏微型光纤光栅传感器粘贴在开口桩内管外壁,外管外壁通过开槽预埋光纤光栅传感器,分别通过监测内管外壁和外管外壁的竖向变形来分析静压沉桩贯入特性。通过在桩顶和桩端分别安装双模式温度自补偿型光纤光栅土压力传感器和全截面动态轮辐压力传感器的对比分析,说明了该方法适用于开闭口桩静压沉桩测试,为光纤传感技术在岩土工程中的广泛应用提供了新思路。     

新技术在测试中的应用

本文综述了光纤传感器和激光技术在测试中的应用，并介绍了工程材料有关参数测试的某些探索。     

基于FBG传感技术的深海立管涡激振动测试研究

为了探索光纤光栅传感技术在深海立管振动测试中的适用性,采用光纤光栅应变传感器,在大型波流耦合试验水池中进行了阶段流作用下大长细比深海立管的涡激振动测试。试验立管模型长为6.2 m,长细比为310,模型材料采用铜管,立管上部1.2 m处于均匀稳定的流场中,下部5.0 m处于静水之中。沿立管长度四面对称布置48个光栅测点,通过改变外流流速、内流流速和初始顶张力等影响因素,采集应变数据并结合模态分析理论,分析了不同工况下立管的振动频率、幅值及模态等振动特性,研究了阶段流作用下立管的涡激振动规律。结果表明,光纤光栅传感技术能很好地满足大长细比深海立管的涡激振动测试要求,能准确体现立管的应变时程、振幅和频率等振动特性,清晰反映出在不同外流速下立管振动的多模态特征及每阶主导频率下的锁振区间。     

FBG传感器应变标定方法

为了提高光纤光栅应变传感器测量精度,针对光纤光栅传感器工程应用情况,提出了一种光纤布拉格光栅(fiber bragg grating,简称FBG)传感器应变特性标定方法。通过理论分析和实验标定了封装式光纤光栅应变传感器的灵敏度系数,对传感器理论与实验灵敏度系数误差进行了分析。实验结果表明,该方法简单、易行,用于光纤光栅传感器使用前的标定,可以提高基于光栅光栅传感器的测量精度和准确性。同时,该方法为光纤光栅传感器的工程推广应用奠定了基础。     

光纤光栅传感智能结构的技术难点及研究

光纤光栅作为传感领域的一种新型元器件,已经在各领域得到了广泛的应用。随着对光纤光栅传感的深入研究,如何解决应用中的关键技术问题已成为国内外研究的重点。介绍了光纤光栅传感智能结构的发展背景及优点,提出了光纤光栅传感器在实际应用中所面临的主要技术难题,分析现有的解决方案,指出了这些方案中存在的不足和有待解决的问题,最后讨论了光纤光栅传感技术的发展前景。     

分布式光纤测温技术综述

光纤传感器以其独特的优点得到了人们的普遍关注,尤其分布式光纤传感技术在土木工程等大范围测量领域成为研究热点。通过对目前分布式光纤测温技术的系统论述,提出了分布式光纤测温技术的两个研究方向:基于光纤后向散射的光时域及频域反射技术的分布式光纤测温和基于光复用技术的光纤光栅分布式测温。通过对分布式光纤测温技术两个方向的工作原理、特点及性能的理论分析及仿真实验,综合论述和分析了分布式光纤测温技术两个方向的优点和缺陷,以及在具体工程中的实际应用。