光纤声发射传感器

一种用于状态监测和故障诊断的新型声发射传感器已经研制成功。它基于全光纤法布里—珀罗干涉仪原理。其分辨率高达埃级,频率范围为100kHz～1.4MHz。由于信号光束和参考光束在同一根光纤中通过,所以消除了温度变化、微弯效应以及电磁干扰等环境影响,并具有很高的测量稳定性。     

基于超小GRIN光纤探头的F-P干涉仪测振实验

搭建基于超小GRIN光纤探头的F-P干涉仪测振的实验系统,采用高精度纳米位移台作为被测振动体目标,在解析基于超小GRIN光纤探头的集成化F-P干涉仪工作性能的基础上,对被测振动体的微小振动进行多次实验测量,采集实验测量数据并分析该集成化F-P干涉仪的实验性能。实验结果显示,在给定实验条件下,该F-P光纤干涉仪在振幅为200~300nm时的性能参数较好,线性度最小为0.42%,对应的灵敏度为7.507V/μm,重复性标准差最大为0.232V;在10~100nm与350~500nm,干涉仪测振系统有较好的重复性,其标准差小于0.102V。该F-P干涉仪系统具有测量微小振动的可行性,有望应用在微小振动和位移等精确测量领域。     

光纤声发射测量装置的设计

根据法布里－珀罗干涉仪原理,设计一种新型的声发射光纤测量装置。可对高频（４０ｋＨｚ到数ＭＨｚ）、小振幅（≤１ｎｍ）、频振高达数ＭＨｚ的机械振动波实现在线检测。     

光纤F-P微位移测量实验研究

利用光纤自聚焦透镜作为F-P干涉仪的反射面,根据F-P干涉光谱相邻波峰之间的波长差与其干涉腔长之间的关系,实现微位移的测量。克服了光强型F-P传感器测量结果受光源波动影响、难以识别位移方向等缺点,可直接测量绝对位移,并可识别位移方向。经实验得到其位移测量误差小于2.5nm。     

双Fabry-Perot干涉腔型光纤声发射传感器

设计了一种新型的双Fabry-Perot腔光纤传感器用于材料损伤引起的声发射信号检测。基于低细度Fabry-Perot腔多光束干涉原理,建立了光纤Fabry-Perot传感器检测声发射信号的数学模型。分析双Fabry-Perot腔正交点稳定工作机制,设计并制作了具有双Fabry-Perot腔结构的光纤声发射传感器来保持传感器正交点的稳定性。通过模拟AE信号检测与热应力干扰实验对设计的传感器进行了实验验证。实验一通过冲击振动与折断铅笔芯产生两类模拟声发射信号,使用商用的压电传感器和光纤传感器进行对比实验,结果表明光纤传感器能够成功检测到两类模拟声发射信号,灵敏度为12.9nm,带宽达到30kHz。实验二对传感器进行工作点稳定测试,结果表明双F-P腔的控制机制能够保证传感器工作在正交点,解决了传感器输出信号衰减的问题。     

基于迈克尔逊干涉仪的光纤传感实验

介绍了全纤化迈克尔逊干涉仪传感器的工作原理。基于迈克尔逊干涉仪光纤传感器对微小位移和温度进行了光纤传感实验。实验发现,全纤化迈克尔逊干涉仪传感器对微小位移的传感测量有很良好的二次函数比例关系,而对温度的传感测量存在着一定的测量灵敏区域。     

利用全光纤干涉仪检测小相位移的研究

介绍了利用全光纤Mach-Zehnder干涉仪检测光纤伸长产生小相位移的方法。在40～5×10~4Hz的频率范围内,可检测到由PZT筒产生的最小相位移为5×10~(-7)rad。     

基于中心微泡结构的光纤F-P传感器应力特性研究

硅基材料光纤具有比较小的热膨胀系数,可用来制备具有折射率、应变、应力等敏感特性而温度不敏感特性的传感器件,比如利用光纤F-P传感器可实现高灵敏度的应力传感.本文提出了一种基于化学腐蚀法的低成本、高灵敏光纤F-P传感器件,并分析了其应力传感特性.该方法先利用HF溶液制备凹孔端面光纤,然后采用熔融放电方法制备空心结构的光纤FP传感器,有助于增强光纤器件的应力传感特性和温度不敏感能力.实验结果表明,所设计的F-P传感器其应力变化与光纤F-P传感器干涉谱峰变化呈正比关系,其应力灵敏度可以达到5.2,且成本较低廉,具有一定的应用价值.     

机械零件的声发射检测技术

主要从声发射机理、声发射传感器的研究和多传感器检测技术三个方面介绍了机械零件声发射检测技术的特点、研究现状和发展趋势。     

材料试验中的触觉传感器技术及应用

在材料和结构试验方面触觉传感器技术是极其重要的。本文论述了几种触觉传感器的基本理论及其应用技术，提出材料或结构无损检测过程中超声波（UT）和声发射（AE）的区别及其相关性。     

基于中心微泡结构的光纤F-P传感器应力特性研究（英文）

硅基材料光纤具有比较小的热膨胀系数,可用来制备具有折射率、应变、应力等敏感特性而温度不敏感特性的传感器件,比如利用光纤F-P传感器可实现高灵敏度的应力传感。本文提出了一种基于化学腐蚀法的低成本、高灵敏光纤F-P传感器件,并分析了其应力传感特性。该方法先利用HF溶液制备凹孔端面光纤,然后采用熔融放电方法制备空心结构的光纤FP传感器,有助于增强光纤器件的应力传感特性和温度不敏感能力。实验结果表明,所设计的F-P传感器其应力变化与光纤F-P传感器干涉谱峰变化呈正比关系,其应力灵敏度可以达到5.2,且成本较低廉,具有一定的应用价值。     

基于空芯光纤的复合双腔光纤法珀盐度传感器

为实现高灵敏度的盐度测量,提出了一种基于空芯光纤的单模光纤–空芯光纤–单模光纤(SMF-HCF-SMF)复合双腔光纤法珀(F-P)盐度传感器.该传感器通过精密切割结合光纤熔接技术制备,结构小巧,工艺简单.通过HCF段空气腔与SMF段介质腔所对应的反射光谱干涉信号的振幅之比对盐度进行测量,可以有效剔除光源功率起伏以及其他...     

AN OPTICAL FIBER TEMPERATURE SENSOR BASED ON AN ETHANOL FILLED FABRY-PEROT CAVITY

Optical fiber Fabry-Perot interferometers have been widely used as sensors. A novel anhydrous ethanol-filled optical fiber Fabry-Perot temperature sensor was reported in this article. Based on the characteristics of the temperature-controlling refractive index, the ethanol may serve as a sensitive medium for a sensor. According to the experimental results, the refractive index of the ethanol was changed by approximately 0.02617 when the temperature increased from 16°C to 74°C. A cavity length of 94 μm was used to demonstrate the feasibility of this sensor. The resonance wavelength of the sensor shifted about ?0.42 nm/°C. The novel optical fiber Fabry-Perot temperature sensor was simple, compact, sensitive, and immune to electromagnetic interferences.     

基于光纤F-P滤波器的FBG传感解调系统

通过对光纤F-P滤波器原理的研究,提出了一种基于光纤滤波器的光纤Bragg光栅(FBG)传感解调系统,该系统不仅具有体积小、价格低、光能利用率高、操作简单等优势,而且可以直接输出对应于波长变化的电信号,实现准确的多点同时测量.通过该系统测出一组典型数据后再运用曲线拟合或者插值等相关运算便可以确定光纤光栅反射中心波长的微小偏移量,进而得到外界物理量的变化.对该方案的主要器件选择、软硬件设计进行了详细介绍.该解调系统的动态扫描范围达50 nm,分辨率达到2 pm.     

光纤光栅传感器实时解调系统

通过对FPGA和可调光纤F-P滤波器原理的研究,设计了一个具有高速率、高精度、低成本等优点,并且可以直接输出对应于波长变化的电信号,实现准确的多点实时测量的解调系统。文中给出了该系统的主要器件选择以及软硬件设计方案。实验证明,该解调系统的动态扫描范围达50 nm,分辨率达到1.8 pm.     

微分干涉型光纤振动系统识别技术研究

微分干涉型光纤传感是一种新型的传感系统,可应用于长距离、强电磁干扰环境下的监控和检测。提出了一种基于小波变换的分布式光纤传感信号的识别方法,采用时域-频域能量分布算法,建立不同触发模式的模型,该识别方法可应用于研究入侵信号的模式识别,并通过大量的实际应用经验和数据验证了该方法的有效性。