燃气轮机叶片叶尖间隙光纤测量系统设计

燃气轮机转子叶尖间隙对发动机性能有重要影响,为实现其精密测量,首先,根据光纤对光强耦合原理得到了双圈同轴光纤束的光强调制特性函数;接着,分析了倾角变化对反射式光纤位移传感器测量特性的影响;然后,完成了间隙测量系统设计;最后,通过静态测量实验和不同转速下的动态测量实验验证了所设计系统的性能;实验结果表明:所设计传感器线性测量范围为2mm,测量系统动态性能较好。     

光纤麦克风传感探头的设计研究

提出了一种新型反射式光纤麦克风的理论设计,首次采用了Y形单根多模反射式光纤传感探头结构的形式,并在对光纤传感探头的理论研究基础上建立数学模型,给出了接收光纤接收光强的计算公式以及光强调制的理论曲线.另外,从理论和实验两个方面设计了实验型光纤麦克风并给出系统设计的整体结构框图.     

一种外骨骼机器人的光纤转角传感器设计

设计了一种新型的强度调制型光纤传感器,该传感器被应用于外骨骼机器人的智能感知系统,可以测量人体肢体的转动角度;采用双接收光纤光强比值法,并通过对光纤单元的并列排布设计,该传感器具备普通强度调制型光纤传感器的结构简单,性能稳定等优点的同时,能够实现对光源功率波动的自补偿,量程也扩大至0～180°。仿真结果显示,此种光纤传感器具有较好的静态特性。     

基于光强余弦分布的同轴型光纤位移传感器设计

在分析了发射光纤出射端光强分布的几种模型基础上,提出了光强余弦分布的假设,并据此建立了单光纤对数学模型,设计出用于叶轮泵转轴径向跳动测量的同轴型光纤束位移传感器,建立了光纤束传感器调制函数的数学模型,仿真分析了传感器的输出特性。对测试系统稳定性进行了动态测试,结果表明:在转轴转速保持5 000 r/m in时,5m in内其稳定性优于±10μm,满足设计要求。可见发射光纤出射端光强余弦分布假设与实际相符,对光强调制型光纤传感器的设计具有指导意义。     

一种用于深海作业的智能机械手

设计了一种以光强内调制型光纤传感器为基础的能对滑觉进行全方位检测的触觉传感器,并把它用在水下作业机械手上,以实现其作业的智能化。     

反射式光纤位移传感信号双值的甄别􀀁

本文分析了反射式光强调制型光纤位移位感器输出信号双值的物理机制,在实验上,引入传感器输出峰值电压的监控信号,以甄别传感器的输出信号是上升沿还是下降沿所对应的位移量,使这类光纤传感器的实用成为可能。     

光纤传感器在叶尖间隙测量中的应用

介绍了叶片叶尖间隙测量的目的与意义,并分析了传统的测量方法的优缺点.在此基础上,采用了基于光纤传感的叶尖间隙测量技术对叶片叶尖的间隙进行非接触测量.该方法采用三组接收光纤的强度调制型光纤传感器接收叶尖表面的散射光,此传感器既可以消除光源波动、叶尖表面反射率变化对测量结果的影响,也可以大大减小叶尖表面不平度对测量结果的影响.     

用于轧辊磨损度测量的反射式光纤位移传感器的设计

设计了一种用于检测轧辊磨损度的反射式光纤位移传感器.根据轧辊磨损度测量过程的特点及精度要求,对传感器电路系统的原理、组成及性能进行了分析.该传感器电路系统同样适用于类似条件下用反射式光纤位移传感器测量的其他系统.     

一种光纤压力传感器的设计理论分析

设计了一种用于流体压力的反射式光纤压力传感器.利用高反射率的弹性膜片作为光纤位移传感器的反射镜,由光纤光强分布理论出发,通过理论计算,分别给出了膜片直径、光纤芯径、光纤端面到膜片的初始距离与灵敏度的关系,为传感器设计最佳参数选择提供了参考.文中指出,传感器中光纤可以选用200 μm左右大芯径光纤,膜片直径可以选2～3 mm,光纤端面与膜片初始距离可选2 mm左右.在此情况下,传感器具有较高灵敏度和较好的线性.     

反射式强度补偿光纤角位移传感器研究

提出了一种基于三探头等间距排列结构的反射式光纤角位移传感器,实现具有强度补偿的大量程、高灵敏度角位移测量.理论分析了该传感器的强度补偿角位移测量机理,建立了数学模型得到角度传感调制函数的表达式;仿真分析了光纤探头端面距反射面距离h及探头旋转半径R对传感特性的影响;实验验证了单接收光纤角位移传感特性.结果表明:输出光强和角位移之间呈现较好的线性关系;距离h越大,传感灵敏度越高;R越小,灵敏度越低,但同时传感区间相对越大.     

新型反射式光纤位移传感器的分析与设计

在传统反射式光纤位移传感基础上 ,提出了一种新型的可测量被测物体反射面与反射光纤端面绝对距离的光纤位移传感器的设计方法 ,并对其工作原理及特性进行了详细的分析和讨论。这种新的反射式光纤传感器可为绝对位移测量提供一种新的途径     

Fiber optics sensor for sub-nanometric displacement and wide bandwidth systems

In this paper, we report fiber optics sensor with sub-nanometric resolution and wide bandwidth. It relies on an increase of the reception fibers number and on low-noise electronics. Moreover, a reference channel has been implemented using a semi-reflective plate to eliminate the source fluctuations and the fiber sensor was isolated to limit external influence of temperature and pressure. Thus we achieve both a sub-nanometric resolution on a 400 ms integration time and a long-term drift as low as 40 nm h^?1. The setup has been also adapted to high speed applications by increasing the bandwidth up to 38 kHz. It can display a 28 nm peak-to-peak limit of resolution on an aluminized piezoactuator. It has been successfully used to test the resonance frequency of a vibrating plate actuated by two high-frequency prototypes of piezoactuators. These improvements lead to low cost fibers optic sensors interesting for non-contact displacement measurements with high sensitivity.     

两种典型的光纤传感器研究现状与发展趋势

介绍了两种典型光纤传感器的研究和应用情况,提出了光纤传感器存在的问题及发展方向,为光纤传感器的深入研究提供了有益参考。     

光纤微弯传感器研究

本文阐述了光纤微弯损耗机理和光纤微弯传感器的工作机理,并在此基础上提出了光纤微弯应变传感器系统设计模型。     

光纤传感器及其在物业管理中应用

随着科技的发展,物业管理更趋于网络化、智能化,而传感器则是所有信息的来源,因此传感器在物业管理中发挥者越来越大的作用.由于光纤技术的不断发展,传输距离不断加大,价格下降,加上在技术性能上又有独到的优点,光纤传感器将在物业管理中越来越多地得到应用.本文介绍了光纤传感器及其在住宅物业安全管理中的应用的设计思想,并提出组成光纤传感器网络,利用神经网络技术对信号进行实时处理,达到实时监控的目的.     

外接光纤传感器应用于碳纤维智能复合材料结构的研究

在碳纤维复合材料结构的固化过程中,埋入其中的光纤将承受恶劣的环境,这将影响碳纤维智能复合材料结构中光纤传感系统的性能,并使光纤容易发生断裂。为解决这一问题,本文对几种外接式光纤传感器进行了初步探讨,并对外接式干涉光纤传感器进行了试验。结果表明外接式干涉光纤传感器可以完成检测碳纤维复合材料结构内部应变的任务,并能避免结构内光纤断裂造成传感器的失效,降低智能结构的制作成本,对智能结构的发展具有一定的促进作用。     

荧光光纤传感器的表面非接触测温

强度调制型荧光光纤温度传感器具有其它光纤温度传感器所不具有的优点。对原有的传感器的传感部分作了改进 ,使之能用于对运动物体小面积的非接触性温度的测量。     

表面粗糙度测试仪中光纤传感器的设计

现有零件表面粗糙度测量大都是接触式测量,或者操作复杂,专业性强.针对这些问题,提出了利用光纤传感器实现表面粗糙度的现场非接触式测量.首先介绍了光纤位移传感器的工作原理,为了消除环境光和电源波动、噪声干扰对测试结果的影响,采用了双通道光纤传感器,介绍了双通道光纤传感器的原理,并设计了光纤传感器的尺寸和电路.最后对光纤传感器的性能进行了验证试验,试验结果证明该双通道光纤传感器用于测量零件的表面粗糙度是完全可行的.     

DBR光纤激光应变传感研究

光纤激光器是一种信噪比很高的优质光源,具有光束质量好、窄线宽、高功率等优异的性能,将光纤激光器应用于传感,能弥补布拉格光栅传感的不足.通过利用光纤激光器构成的光纤激光传感器与光纤布拉格光栅传感器相比较,进行应变传感实验研究.实验结果说明光纤激光器型传感器具有更高信噪比和输出功率.与传统的布拉格光栅比较,输出信号的功率增大了23 dB,信噪比得到19 dB的提高.线宽减少了约1/5.     

光纤传感器在灵巧结构与蒙皮中的应用

介绍了光纤传感器在飞行器结构上的应用，包括表面贴装与内埋光纤损伤探测系统，内埋的监测复合材料内部声波辐射的光纤应变传感器及测量复合材料的内应变张量的应变计，并介绍了光纤神经网络的初步研究。