基于转动支承梁式的光纤光栅低频加速度传感器

为了实现低频振动的高灵敏度测量,设计了一种基于转动支撑梁的新型光纤布拉格光栅加速度计。 通过分析其振动 模型和 MATLAB 数值计算,优化了传感器的结构参数,设计传感器理论灵敏度为 1 725 pm / g,固有频率为 68. 4 Hz。 同时通 过 COMSOL 模拟分析传感器的动态特性,其模拟结果与理论分析吻合。 频响特性和幅值特性实验结果表明光纤光栅加速度 计在加速度 0 ~ 2 g、工作频率 0. 5 ~ 20 Hz 的范围内,传感器加速度特性曲线呈现良好线性关系,灵敏度高达 1 495. 2 pm / g,重 复性良好。 该传感器结构简单紧凑,轴承结构有效减少悬臂梁振动过程中的弹性能耗,可显著提高其灵敏度,能够实现低频 振动信号的探测。     

Union self-compensated packaging of FBG strain sensor

To solve the cross-sensitivity to temperature of fiber Bragg grating（FBG）strain sensor,an effective method is firstly proposed for the discrimination of strain and temperature by using a single FBG adopting a special compensated structure,which is based on the thermal stress.The relationship of strain and temperature responses of FBG is analyzed theoretically.The experimental results are in agreement with the obtained theoretical analyses.This sensor structure has excellent characteristics,such as simple structure,easy manufacture and higher strain sensitivity.     

载氢与光纤布喇格光栅

系统地研究了载氢条件对掺锗石英光纤的紫外光敏特性以及光纤光栅的影响．结果表明:光纤中氢气含量的大小决定了光纤光栅的折射率调制(即光纤光敏性的大小),也决定了光纤光栅的反射率;随着载氢压力的增大,光纤的光致折射率改变(即紫外光敏性)呈正比例增大,两者之间的关系为△n=1．34×10-5+4．66×10-5P;退火后的光纤光栅的反射率与载氢压力的关系为R3=2．76881+0．83537 P．这一结果有助于控制载氢压力获得发射率可调的光纤光栅,解决光纤光栅写入随机性大的问题;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;光纤光栅的反射率与载氢时间也呈现同样的规律,制作光纤光栅的最佳载氢时间为14 d(常温)．     

混凝土裂缝的监测

针对结构裂缝监测的需要,依据OTDR光时域反射技术和瑞利散射原理,研究开发了一种采用分布式光纤传感器的光纤传感的裂缝监测技术;设计了裂缝监测试验方案,包括试验试样、试验装置的设计计算;验证了这种监测技术的可行性,可实现裂缝的定宽、定位监测.初始感知裂缝宽为0.03mm,并根据试验数据拟合出半经验公式,这一实验结果还可以作为全分布式光纤传感器进一步深入研究的参考.     

采用在线成型工艺的光纤光栅传感器

为了实现对光纤光栅的温度补偿功能,基于一种新型的热应力温度补偿机制,设计并制造出一种新型的、采用在线成型工艺的光纤光栅温度自补偿应变传感器,该传感器不仅具有温度补偿功能,而且可以实现应变增敏,解决了管式封装胶粘不牢、胶层老化的问题,以及温度补偿的传感器不能测量应变的问题。实验结果表明,在-20℃~40℃的温度变化范围内,传感器实现了良好的温度补偿和应变增敏效果;其中在实验温度范围内,光栅传感器的波长基本保持不变;应变敏感性为1.69pm/,增至原来的1.4倍,与理论计算值吻合的很好。     

基于保偏光纤光栅多传感器技术的汽车轮胎健康状况在线监测方法

本文介绍了一种全新的多传感器,即保偏光纤光栅多传感器,其可同时感知汽车轮胎的压力、纵向应力、温度和车轮速度等对汽车的安全运行至关重要的信息.在此基础上研制的汽车轮胎健康状况在线监测系统,可有效预防因汽车轮胎故障导致的交通事故.     

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.     

单向纤维复合材料的低频阻尼性能

为了进一步探索纤维增强复合材料的阻尼性能,本文通过拉挤工艺制作了聚乙烯基纤维增强复合材料和环氧基纤维增强复合材料,通过动态力学分析仪研究了纤维增强复合的频率和温度阻尼性能。结果表明:增强纤维的直径对阻尼性能很重要。2种纤维复合材料阻尼损耗因子随着温度的升高而下降(-20℃~60℃);随着频率的增加而增加(0.1 Hz~2 Hz)。碳纤维复合材料的阻尼性能优于玻璃纤维复合材料;聚乙烯基复合材料的阻尼性能优于环氧基复合材料的阻尼性能。     

具有温度自补偿功能的新型光纤光栅应变传感器的研究

分析了光纤光栅的温度应变交叉敏感的机理,设计并制作了一种新型的具有温度补偿和应变增敏效果的光纤布拉格光栅应变传感器．实验结果表明,在-10-50℃的温度变化范围内,传感器实现了良好的温度补偿和应变增敏效果,温度敏感性降低至封装前的1／10,应变敏感性增至原来的1．17倍．     

估算光纤光栅折射率调制的方法

利用氢敏化处理的掺锗石英光纤进行了光纤的紫外光敏性的实验,从而对目前估算光纤光栅折射率调制的2种方法进行了比较,结果表明:用波长漂移法计算光栅折射率调制是不准确的;最大反射率法估算光栅折射率调制可行,但当光纤曝光时间较长时,此方法也不再可行,必须通过实验测量。