一种新型灵敏度可调式光纤光栅传感器

以光纤光栅为敏感组件,设计了一种嵌入式等强度悬臂梁结构的灵敏度可调式光纤光栅传感器．将传统的感测片长度固定的传感器架构设计为感测片部分嵌入主架构的传感器,通过改变悬臂梁感测片长度来达到灵敏度调节的效果．由理论分析和振动、位移灵敏度调节实验验证,此传感器装置可以达到调节灵敏度的效果,而且可调节范围较广．     

光纤光栅及其在传感器中的应用

采用耦合波理论分析了光纤光栅对光的反射机理及其传感原理,提出了光纤光栅在温度测量和位移测量中的应用方案,给出了实验结果,展望了光纤光栅在光纤传感和光纤通信方面的应用前景.     

光纤光栅及其在传感器中的应用

采用耦合波理论分析了光纤光栅对光的反射机理及其传感原理,提出了光纤光栅在温度测量和位移测量中的应用方案,给出了实验结果,展望了光纤光栅在光纤传感和光纤通信方面的应用前景.     

一种新型光纤光栅倾角传感器的研制

光纤光栅倾角传感器具有抗电磁干扰、耐腐蚀、化学性能稳定、传输损耗小等优点,但现有的光纤光栅倾角传感器的测量分辨率低、寿命低、体积大等缺点,限制了其在土木工程监测中的广泛应用。基于此思路,提出了一种新型的光纤光栅倾角传感器,该传感器主要由应变梁、摆锤、光纤布拉格光栅组成,两根光栅对称地贴于应变梁的两侧,由于摆锤的转动迫使应变梁发生弯曲变形,使一侧的光栅受拉,另一侧的光栅受压,这样便可以通过测量由光纤光栅反射回的光的波长变化来计算倾角的改变。实验证明此传感器不受温度影响,且具有较高的分辨率,可较好地应用于工程结构的变形检测。     

光纤光栅传感器的应用实验

本文阐述了光纤光栅传感器的基本特点,并给出了光纤光栅传感器的实际应用实验,对存在的问题及解决途径进行了介绍。     

光纤光栅位移传感技术研究

介绍了一种光纤光栅传感器的在曲面空间位移测量方面的应用.随着外界应力的变化,光纤光栅的Bragg中心发射波长将发生相应的移动.利用此特性,提出并实现了一种精密的用光纤光栅作为敏感元件测量曲面空间间隙位移的方法,获得了光栅Bragg波长偏移量与曲面间隙位移量之间的曲线关系,其灵敏度可达3.5013 nm/mm,最后对实验结果进行了分析.     

基于杠杆原理的新型光纤光栅微位移传感器

设计了一种新型的光纤布拉格光栅(FBG)微位移传感器。基于杠杆原理,通过自由设计不同的力臂长度满足各种测量要求,可以在不损毁光栅的情况下使光栅产生更加显著的应变;其封装不会产生啁啾,可以通过结构的级联实现传感器的复用进行多维多参量的测量。实验结果证明,在微测量范围0.00-0.20 mm内,该微位移传感器的灵敏度达到12.5 nm/mm,较其它梁臂或聚合物封装结构的传感器有很大提高。     

光纤光栅用于混凝土结构监测的研究

基于重大工程结构健康监测的高精度要求，光纤光栅传感技术应运而生。文中首先讨论了光纤光栅用于混凝土结构健康监测的两项关键技术：光纤光栅传感器的安装工艺和消除光纤光栅交叉的敏感性，然后在粘钢加固混凝土立柱上进行了加载试验研究，同时与粘贴在相同位置的电阻应变片进行了对比，实验结果证明了用光纤光栅传感器进行结构健康监测这一方法的可行性和先进性。     

光纤光栅传感器原理及应用

考察光纤光栅传感器领域的发展和最新研究动态，概述光纤光栅传感器的基本原理及实际应用，尤其是民用工程建筑上的应用，指出光纤光栅传感器可能应用的新领域，并提出光纤光栅在传感应用中需要考虑的几个问题。     

FBG传感技术在大坝安全监测中的应用研究

在阐述光纤布喇格光栅(FBG)传感器工作原理的基础上，研究了光纤光栅传感器在混凝土结构中的埋设技术。通过对混凝土结构施加载荷，探讨了光纤光栅传感器对混凝土结构内部应力应变变化的监测技术，并与振弦式应变传感器的监测结果进行了对比分析。结果表明：FBG传感器具有更高的精度和灵敏度，可实现绝对数值测量，抗干扰能力强，结构简单，长期稳定性好，能实现实时、在线监测。该技术在大坝安全监测方面具有广泛的应用前景。     

表面式FBG应变传感器在结构试验中的应用

在钢梁与混凝土墙连接节点抗震性能的试验研究中，于钢梁翼缘同一测点处同时布置了表面式FBG应变传感器和电阻应变片进行应变采集，测量结果显示，两者的测量效果基本一致，同时表面式FBG应变传感器还具有使用便捷，不易损坏的优点，因此在结构试验中采用表面式FBG应变传感器测量构件的表面应变是完全可行的。     

基于新型FBG传感器的温度应变测试系统

为了能够同时监测温度与应变信息,设计了一种新型FBG系统,该系统采用线性啁啾光纤光栅结构,并设计了线性渐变厚度的FBG外形结构。针对新型FBG的外形结构进行了理论分析,推导了其对温度和应变的函数关系,给出了应变与轴向位置的具体形式。仿真分析了温度与波长偏移量的关系,并且分析了在不同轴向位置及应力水平条件下系统的应变值数据分布。仿真结果显示对于新型FBG而言温度与波长呈线性变化关系,应变受应力与z轴位置的影响而单调改变。由此从理论分析与仿真计算的角度验证了新型FBG传感器的可行性。     

基于热效应的涉水混凝土工程裂缝监测方法

相比于常规混凝土结构,水下混凝土结构开裂对结构安全具有更加恶劣的影响,准确、及时地监测裂缝的发生发展过程,对保障涉水工程安全、防止事故具有重要意义。本文基于流体-热源-裂缝的热效应耦合作用,提出水下混凝土结构裂缝监测的温度示踪法,并设计3种裂缝监测方案,分别采用监测管-多孔套管组件、监测管-空心套管组件和监测管-灌水管组件实现开裂信息与开裂部位热力学信息的转换。其中：前两种监测方案主要利用热传导原理,使开裂后裂缝周围介质的热力学参数发生改变,从而改变热量传递规律;第3种方案主要利用对流传热原理,通过灌水使裂缝截面产生对流传热效应,从而提高传热速度。针对上述3种监测方案,分别制作了混凝土梁试件,采用光纤光栅温度传感器和陶瓷加热管组成的传感加热单元开展了瞬态传热模型试验,根据热源降温曲线的分段特征,定义了反映热源降温速度的判别指标,利用该指标进行裂缝的识别,并对3种方案的裂缝识别效果进行分析和对比。结果表明：3种监测方案均能很好地判断是否有裂缝产生;在裂缝定位方面,方案3效果更好;在裂缝宽度定量识别方面,方案1无法识别裂缝宽度,方案2仅可在流动水环境中识别裂缝宽度,方案3可根据渗漏流量识别裂缝宽度。     

FBG传感器在节点试验中的应用研究

在钢梁与混凝土墙连接节点抗震性能试验研究中,在混凝土墙内部和钢梁翼缘的测点处同时布置了FBG应变传感器和电阻应变片进行应变采集,并将两者测得数据进行对比分析。结果表明：FBG应变传感器具有良好的抗干扰性和稳定性、安装和使用过程中不易损坏;表面式FBG应变传感器所测结果与电阻应变片所测结果基本一致,而内埋式FBG应变传感器所测结果与电阻应变片所测结果有一定差距;表面式FBG应变传感器具有较好的可用性与适用性。     

基于光纤光栅的钢筋腐蚀监测方法

目的 为有效对钢筋腐蚀程度进行监测,提出一种关于实时监测钢筋腐蚀的新方法.方法 在钢管封装的光纤光栅应变传感器的基础上,将封装好的光纤光栅应变传感器表面涂抹一定量的锈转化涂料,采用通电加速锈蚀的方法加速钢筋腐蚀,对其进行试验.结果 钢筋腐蚀后,铁锈与涂料反应生成的具有一定厚度的混合物质对传感器产生一定大小的挤压力,使其反射波长产生变化,进而判断出钢筋的锈蚀程度;同时,生成的混合物质会牢固附着在传感器表面,对传感器起到保护作用,使其在监测后期成为耐腐蚀光纤光栅传感器.结论 使用该种方法制成的传感器可用于钢筋腐蚀的早期监测,在后期成为耐腐蚀传感器后,有效地提高了光纤光栅传感器在腐蚀环境下的使用寿命和存活率.     

基于光纤光栅传感的扭振检测新方法

提出了一种基于光纤光栅传感的扭振检测新方法。该方法以等强度梁为基片将光栅封装成传感器,通过感知梁应变来实现机械振动到光纤波长漂移的转化,提高了传感器的响应灵敏度。并在现有的旋转实验平台上对该方法进行了旋转状态下的实验验证。基于该方法的检测系统具有原理简单、测量精度高和非接触传输的优点,可广泛用于大型旋转机械轴系的扭振检测。