光纤光栅传感器关键技术综述

光纤光栅是一种新型的无源光子器件,可用来精确测量微应变和温度等多种物理量,在光传感领域发挥着愈来愈重要的作用.简要说明了光纤光栅传感器的基本原理,较为详细地介绍了目前影响光纤光栅传感器进一步实用化和商品化的关键技术:光纤光栅敏化与封装、信号解调、复用技术,并对其优缺点进行了分析和讨论.     

基于弱光栅阵列应变传感的驼峰溜放监测方法研究

针对现有驼峰溜放监测技术易受电磁干扰和外界环境影响,且很难实现大容量、高密集测量的不足,提出一种基于弱光栅阵列应变传感的驼峰溜放监测方法。首先,采用反射率仅为0.2‰的弱光栅阵列及混合复用组网技术解决了大容量、高密集检测的难题；其次,结合有限元模型和轮轨耦合理论对轨道受力情况、传感器灵敏度进行推导分析；最后,将封装好的光栅阵列传感光纤安装在试验现场,并进行了压道实验。结果表明,该方法能够准确识别溜放车组的轮轴信息、行车方向以及轨道占用信息。系统可靠性高、灵敏度较高,为轨道占用检查技术提供了新的思路。     

基于调谐滤波的光纤光栅解调技术研究

用宽带光源和自主研制的波长选择器IPD构成可调谐窄带光源, 对测量光纤光栅阵列和参考光纤光栅进行波长扫描, 借助光电探测器和DSP信号处理系统实现复用传感系统的解调.采用梳状滤波器进行波长校准,大大提高其检测精度.实验表明:该解调方案是可行的, 且可获得较高的信噪比和测量精度, 每个通道具有对15个以上FBG进行寻址解调的潜在能力.     

基于单轴光纤陀螺的曲线桥线形检测方法研究

针对现有基于单轴光纤陀螺的惯性检测系统无法用于曲线桥结构线形的局限,提出了一种基于单轴光纤陀螺的曲线桥有轨线形检测方法。首先,阐述了基于单轴光纤陀螺的直线桥线形检测原理、陀螺的误差来源和曲线桥检测难点,根据导航算法对单轴光纤陀螺检测弯道线形可行性进行分析;然后,搭建曲线型试验轨道和一套轨道检测小车及无线线形采集系统;最后,将集成好的线形检测系统在试验轨道上测试,通过改变试验轨道形变程度构造不同试验工况,将实际测量结果与千分尺测量结果对比以验证理论的可行性和准确性。结果表明,该方法可以识别不同工况下曲线型轨道形变程度,测量精度优于1 mm,具有测量原理简单、系统实现和检测成本低的优势,结合桥梁检测轨道的配备,可为各类大型桥梁提供不封桥、不停运形变检测新思路。