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相似文献
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1.
应变测量是光纤光栅的主要应用之一。概述了光纤Bragg光栅(FBG)在不同时期和领域用于动态应 变测试的研究进展;阐述了传感头、信号的解调方法和工程应用;评述了基于光纤Bragg光栅的动态应变测试方 法和解调技术;比较了各自的优缺点和目前所能达到的测试范围  相似文献   

2.
用于钢筋混凝土梁的光纤光栅应变传感器   总被引:4,自引:0,他引:4  
在变形测定器中,光纤Bragg光栅被粘贴于内管的两端,这两端的距离确定了传感器的量规长度。为了测量拉应变和压应变,该光纤光栅必须保持处于与可能的最大压应变相等的永久性拉应变。将光纤Bragg光栅贴于H154梁的混凝土表面和H158梁的钢筋表面,以分别检测拉应变和压应变。当钢筋混凝土梁受到千斤顶的加载时,它的应变可由光纤Bragg光栅的反射Bragg波长的偏移量获得。实验表明,作为一种绝对检测器件,光纤Bragg光栅为钢筋混凝土梁提供了有效监测,其中,拉应变~1000me,而压应变~1500me。  相似文献   

3.
光纤Bragg光栅是一种新型的传感元件,其原理是利用波长解调的方法将被测的信号转化为光栅反射波长的偏移量,同时反射波长不受入射光的功率波动或光路系统损耗的影响。光纤Bragg光栅应变式传感器因此具备良好的可靠性、不受电磁干扰、不易腐蚀,同时最大的优点是在一根光纤上将多个光纤光栅应变传感器串接组成构成阵列开展分布式测量等优点,在逐渐应用于各类力学检测领域。本文着重对光纤Bragg光栅温度和应变的传感特性简要介绍并进行试验分析.  相似文献   

4.
余尚江  陈显  杨吉祥 《振动与冲击》2011,30(11):112-116
为实现冲击荷载下混凝土材料内动态应变的直接测量,研制了基于光纤Bragg光栅的混凝土光纤光栅应变传感器。将光纤光栅传感器埋入混凝土试件在SHPB装置上进行了冲击试验,由光纤传感器和粘贴于试件表面的电阻应变计分别测量了试件内和表面的动态应变。利用测量结果分析了混凝土在冲击荷载下的动态应力应变响应。对测量结果的分析和比较表明,采用埋入光纤传感器来实现混凝土结构内应变直接测量的方法可行、合理,研制的光纤光栅传感器适合于混凝土内动态应变测量,可更广泛地应用于混凝土、岩石等介质的动态性能试验及结构的动态响应测试中。  相似文献   

5.
裸光纤Bragg光栅传感器工程特性试验研究   总被引:1,自引:1,他引:0  
裸光纤Bragg光栅传感器结构纤巧,具有其它光纤光栅传感器无法比拟的结构优势。本文以等强度梁作为试验装置,通过对裸光纤Bragg光栅传感器的静态特性参数和动态响应特性进行的标定试验,验证了裸光纤光栅传感器在工程上直接应用的可能性。试验结果表明:裸光纤光栅传感器线性好,灵敏度较高,动态响应特性好,能够满足普通工程应用现场应力、应变的测量需求。  相似文献   

6.
杨吉祥  余尚江  陈显 《振动与冲击》2012,31(1):61-63,85
利用复合材料封装光纤Bragg光栅(FBG)设计制作了用于测量高速碰撞或爆炸与冲击作用下混凝土内部动态应变的FBG应变传感器。在霍普金森压杆上对FBG在封装前的裸光栅和封装后的FBG传感器分别进行了高速冲击试验,试验表明:设计的FBG传感器的瞬态响应上升时间小于20μs,具有良好的动态响应特性,可以用于工程中混凝土结构内高速冲击下的动态应变测试  相似文献   

7.
本文对应用光纤Bragg光栅传感器编入三维编织复合材料结构内部的测量进行了研究.首先简要介绍了光纤光栅的编入方法和传感原理.随后进行的实验结果显示由应变计及光纤光栅所得到的载荷-应变曲线都具有良好的线性关系,实验之间的结果符合得很好,表明光纤Bragg光栅传感器可以用来精确检测编织试件复杂载荷状态下的内应变.从而将会促进光纤光栅在3-D编织复合材料结构的内部结构检测和强度失效分析中的更广泛应用.  相似文献   

8.
光纤光栅的解调技术是光纤光栅传感器的关键技术,该文提出了基于单片机的光纤光栅解调系统模型,研究了可调谐F-P滤波法解调原理以及解调系统的框架.经实践证明,系统测量精度达到5pm,是低成本、通用的解调系统,是Bragg光栅传感器实用化的关键.  相似文献   

9.
朱萍玉  林玉池  王为 《光电工程》2007,34(6):135-139
提出了一种传感部分采用光纤Bragg光栅(Fiber Bragg grating,FBG)传感器的高频应变测试新方法.设计并构建了基于非平衡马赫-曾德(Mach-Zehnder)干涉仪的高频解调系统.完整的测试系统由FBG传感器、高频应变产生装置和解调系统三部分组成.所产生的应变信号的频率可以通过专门的实验装置来控制,这是一种广泛用于测试材料机械性能的变形分离式霍布金逊压杆(Split Hopkinson Pressure Bar,SHPB)实验装置,应变持续的时间根据与撞击弹性等径的冲锤长度计算.借助高频振动信号研究了测试系统可测信号的频率范围.给出了振动和冲击实验结果,并进行了讨论.所设计的系统可以实时测试动态应变的幅值,实验结果表明,该系统对频率为8kHz以下的信号具有好的响应.  相似文献   

10.
温度监测是输电线路覆冰监测中的重要组成部分。本文研制出基于单片机的低成本高分辨率高精度光纤Bragg光栅(FBG)温度解调系统。该系统利用可调谐F-P滤波器法对温度传感器反射光谱进行波长解调。为降低F-P腔腔长漂移和压电陶瓷非线性的影响,采用3根FBG作为参考光纤光栅,对波长-温度曲线进行二次拟合求解。试验结果表明,该解调系统分辨率达1.4pm,精度达1.2℃,具有广泛实用性。  相似文献   

11.
Dither demodulation of fiber Bragg grating sensors illuminated with multimode light from laser diodes is theoretically and experimentally investigated. Quasi-static temperature and strain sensitivities of 0.09 degrees C/ radical Hz and 0.6 microepsilon/ radical Hz are obtained. We show that it is possible to measure small ac signals that lie outside the feedback loop bandwidth by using a synchronous detection referenced to twice the dither frequency. In this situation, dynamic strain sensitivity of 3.3 n(epsilon)/ radical Hz is achieved.  相似文献   

12.
基于倾斜光纤光栅的传感解调技术   总被引:2,自引:0,他引:2  
该文设计了一种基于倾斜光纤光栅(tilted fiber Bragg grating,TFBG)的不受温度影响的光纤布拉格光栅(fiber Brag ggrating,FBG)应变解调系统.将倾斜光纤光栅用作边沿痣波器,当周围环境温度变化时,利用倾斜光纤光栅纤芯模与包层模的温度特性与普通光纤布拉格光栅相同这一特点,无需另加温度补偿,就可以实现FBG应变传感的动态解调,消除温度噪声对应变信号的影响.由实验可知,当温度在25℃到39℃范围变化时,解调系统的性能基本不发生改变,解调范围达到6nm.  相似文献   

13.
利用WDM光纤耦合器的光纤光栅传感解调技术   总被引:2,自引:1,他引:1  
根据 WDM 光纤耦合器波长解调方案的工作原理、偏振特性以及影响系统波长分辨力的因素,提出一种改进的利用 WDM 光纤耦合器的光纤光栅传感解调技术。该技术在原技术的基础上,采用偏振控制器控制入射光偏振状态,提高了解调的精度和稳定性。对 WDM 光纤耦合器的多次波长扫描结果表明,采用偏振控制器后,其波长误差可减小到 5pm 左右。实验采用 1540/1560nm的 WDM 光纤耦合器对单点光纤光栅应变传感器进行静态解调,结果表明:按此技术开发的解调系统具有 0.01nm 波长分辨力和 10nm 的波长线性解调范围。  相似文献   

14.
Experiments using two different fiber-optic Bragg grating strain sensor systems to measure dynamic loads, slamming forces, and bending moments on a scaled catamaran model are reported. The system designed to measure slamming forces is based on dynamic locking of the laser diode wavelength to the peak wavelength of a Bragg grating mounted in a force cell. The sensor system has a dynamic range of 27 dB (1-550 N) and a bandwidth in excess of 1 kHz. For the measurement of bending moments, a time-domain multiplexing system, which used a unique pulsed rf modulation technique, of two Bragg grating sensors mounted on a steel beam was designed. The dynamic range of this system was also 27 dB [17 Nm (Newton meter) with a 0.03-Nm resolution]. The bandwidth was limited to approximately 50 Hz.  相似文献   

15.
在研究长周期光纤光栅(LPFG)温度及微弯特性的基础上,通过引入聚合物温度增敏封装后的光纤布拉格光栅(FBG)作为解调滤波器,搭建了温度自补偿微位移检测系统.将LPFG粘贴于试件上进行微弯测试,在固定波长处.其插入损耗的变化与弯曲度变化呈线性关系.为解决LPFG带宽宽、谐振波长难以精确测量的问题,选择特定波长的FBG作为滤波器,实现了位移检测系统的功率化解调.同时,对FBG利用聚合物进行了温度增敏封装,使其温度灵敏度与LPFG尽量相同,消除了温度对系统的影响.试验结果表明,传感系统输出的光功率与微位移呈良好的线性关系,位移灵敏度为2μW/mm,分辨力为0.5×10-2 mm.所设计的系统结构简单、灵敏度高、线性度好,不受外界温度干扰.  相似文献   

16.
Qiao Y  Zhou Y  Krishnaswamy S 《Applied optics》2006,45(21):5132-5142
A two-wave mixing (TWM) interferometer using photorefractive (PRC) InP:Fe crystal is configured to demodulate the spectral shift of a fiber Bragg grating (FBG) sensor. The FBG is illuminated with a broadband source, and any strain in the FBG is encoded as a wavelength shift of the light reflected by the FBG. The wavelength shift is converted into phase shift by means of an unbalanced TWM interferometer. TWM wavelength demodulation is attractive for monitoring dynamic strains because it is adaptive and multiplexable. Adaptivity implies that it can selectively monitor dynamic strains without active compensation of large quasi-static strains and large temperature drifts that otherwise would cause system to drift. Multiplexability implies that several FBG sensors can be simultaneously demodulated using a single demodulator. TWM wavelength demodulation is therefore a cost-effective method of demodulating several spectrally encoded FBG sensors.  相似文献   

17.
Xue L  Liu J  Zhao Q  Guo T  Huang G  Dong X 《Applied optics》2006,45(20):4810-4814
We designed and demonstrated what we believe to be a novel sensor for simultaneous measurement of stress and temperature. A fiber Bragg grating is flatly adhered to the surface of a loop thin-wall section beam. The theoretical analyses and the experimental results show that both the central wavelength shift and the chirped bandwidth of the grating reflection spectrum have a linear relationship with the stress and the temperature, respectively, and the slopes of them are different. Therefore, the temperature and stress can be discriminated by interrogating the chirped fiber grating. Moreover, we also investigated the strain of the loop thin-wall section beam, and the results show that the strain is cosine proportional to the double positional angle.  相似文献   

18.
Froggatt M  Moore J 《Applied optics》1998,37(10):1741-1746
The Fourier transform relationship between the reflected light froma Bragg grating and the complex spatial modulation of the Bragg grating is used to produce a distributed strain sensing system. A tunable external cavity diode laser along with a reference reflector in anoptical fiber are used to produce a measurement of the phase and amplitude of the reflected light from the modulated Bragg grating as a function of wavelength. The system is demonstrated with 22 Bragg gratings in a single fiber on a cantilever beam and compared with foil strain gauge readings.  相似文献   

19.
基于作者先前的实验数据和目前用FBG进行动态应力测量研究的实验,提出了把FBG传感器应用于微尺度计量领域的新概念,并展示了FBG在微尺度计量中应用的前景;简述了温度和应力同时测量的技术应用于分离和消除温度漂移的干扰;总结了动态应力产生布拉格波长偏移的解调装置并提出用其实现微尺度计量所需要的高分辨力的布拉格波长解调方法。  相似文献   

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