光缆拉伸应变测试系统的研究

本文从光纤光缆应变性能测试的重要性入手，叙述了应变测量的原理、光弹性效应修正系数的概念，分析讨论了测量中光缆的夹持方法、受试长度及垂度对测试造成的影响等问题，介绍了用ＭＥ９９Ａ组建的光纤光缆拉伸应变测试系统ＳＭＳ，进行了系统的测试试验，证明了该系统测量光纤与光缆拉伸应变的可行性。     

光缆拉伸试验试验中缆应变的测试方法及装置

在光缆拉伸应变试验中，人们往往只注意对光纤应变的测试研究，而忽视了缆应变，其实，缆应变不仅可以衡量拉伸试验中光缆的起始试验状态，而且研究光缆结构，成缆工艺的不可缺少的重要依据，本文将对缆应变当中的一些问题进行探讨，最后简单介绍一套行之有效的缆应测试装置。     

光缆拉伸试验中缆应变的测试方法及装置

在光缆拉伸应变试验中，人们往往只注意对光纤应变的测试研究，而忽视了缆应变．其实，缆应变不仅可以衡量拉伸试验中光缆的起始试验状态，而且也是研究光缆结构、成缆工艺的不可缺少的重要依据。本文将对缆应变当中的一些问题进行探讨。最后简单介绍一套行之有效的缆应变测试装置。     

对几种结构光缆拉伸应变性能的分析

本文简要叙述了光缆拉伸应变的一些特点及缆中光纤余长４的计算方法。对钢丝及钢丝绳进行了拉伸验证试验。着重对七种不同结构的光缆的应变性能进行了比较和讨论。通过这些讨论，介绍了从拉伸应变角度来分析光缆结构优劣的方法。     

基于光纤光栅的螺纹钢标准试件拉伸应变分析与测量

利用光纤光栅作为传感元件,对螺纹钢标准拉伸试验试件的拉伸应变特性进行了分析与测量,采用电阻应变片作为对比测量,并与理论值进行了比较.测量结果FBG2的应变测量灵敏度为15.647 με/kN非常接近理论期望值15.680με/kN,而电阻应变片的应变测量灵敏度仅为14.162 με/kN;同时,利用光纤光栅测量钢筋试件弹性模量,其中FBG2测得弹性模量为2.03×105MPa与标准测量值一致.结果表明,作为测量应变的常用仪器,光纤光栅比电阻应变片具有更强的实用性.     

光缆拉伸试验对拉伸益的几点要求及解决办法

本文通过光缆拉伸试验方法及特点的论述，分析了拉伸试验中，光缆受试长度、垂度以及光纤和光缆应变测试对拉伸设备的要求，介绍了实现这些要求的解决方法；同时，对我们新近研制的GLS－2型大长度光缆拉力机光缆应变测试系统也做了详细介绍。     

采用延时原理的光纤拉伸应变测量技术

光纤作为一个光延时器将使通过光纤的光脉冲产生延时，而当光纤受拉伸时会产生拉伸应变使光纤长度化从而产生附加的脉冲延迟。本文基于这个附加延时原理，分析讨论了各种兴纤拉伸应变测量的方法。     

光纤光栅埋入后温度、应变解耦分析

光纤光栅传感器在现实应用中的一个主要问题是温度和应变的交叉敏感问题.介绍了光纤双光栅同步测量温度和应变的原理,设计了一个光纤双光栅温度、应变测量系统,对光纤双光栅的温度和应变传感性能进行了实验研究,结果表明光纤双光栅具有多参量同时测量的能力.     

基于光纤光栅的结构应变模态测试及参数识别

以光纤光栅传感器为测量手段实现了基于快速应变响应的结构模态分析。根据位移模态分析的基本原理,推导了应变模态参数识别算法,能够仅根据应变响应数据计算结构的模态参数。搭建了一套采样率为5 000Hz的光纤光栅快速应变采集系统,进行了等截面悬臂梁的光纤光栅应变模态试验并识别了悬臂梁的前5阶模态参数。光纤光栅方法与有限元分析结果相比,固有频率相对误差小于0.6%,比基于电传感器的位移模态测试结果更接近理论值。基于光纤光栅的应变模态分析方法附加质量小,能够适应更复杂的测量环境,具有一定的应用价值。     

基于Fabry-Perot光纤应变传感技术的监测系统

介绍了外腔式光纤法布里-珀罗(F-P)应变传感器的基本原理和信号调理技术。设计了基于F-P应变传感技术和虚拟仪器技术的结构应变实时监测系统并应用于桥梁健康监测现场。现场应用结果表明,法布里-珀罗光纤传感器与传统传感器相比具有响应速度快、动静态测量、绝对测量、抗电磁干扰和易于与钢筋、混凝土复合等特点,适用于桥梁等结构的应变测试。所设计的应变监测系统可用于结构健康状态的在线监测。     

高孔隙水压力下裸光纤光栅应变测试

裸光纤光栅与电阻应变计相比具有体积小、防水、抗电磁干扰等优点,利用其在高压孔隙水环境下进行应变测试理论上是可行的.以相关课题试验研究为背景,进行了高孔隙水压下裸光纤光栅应变测试的研究.首先通过试验研究,根据裸光纤光栅应变灵敏度系数与长期稳定性选择合适的胶黏剂,在此基础上利用裸光纤光栅对高孔隙水压力下的模型井壁外缘切向应变进行测量,通过与井壁内缘的电阻应变计测值对比发现,二者测值非常接近,试验表明高水压下裸光纤光栅应变测试是可行的,具有足够的灵敏度与精度,同时发现粘贴工艺的标准化、胶黏剂的选择以及裸光纤光栅的存活率是影响测试成败的重要因素.     

时分复用光纤光栅系统的边缘滤波解调与标定

为实现高空间分辨率和高测量精度的准分布式光纤光栅应变传感系统,研究了基于时分复用光纤光栅传感系统的解调和标定方法。将波分复用和时分复用技术相结合,得到两个低反射率光纤光栅的应变灵敏度分别为33.40με/mV和38.47με/mV,标定的非线性误差为2.8%。基于光纤光栅光谱边缘滤波技术,构建时分复用光纤光栅应变传感系统,提出复用光纤光栅应变的交叉传感解调算法,实验测试并解调两个光纤光栅的交叉传感数据。实验分析表明,单次测量传感系统的最大误差为18με,应变量大于100με时的传感相对误差小于5%,满量程600με的引用误差小于2%。     

基于光纤光栅的钢板拉伸应变监测研究

光纤布拉格光栅(FBG)是一种国际上新兴的在光纤通信、光纤传感等光电子技术领域有着广泛应用前景的基础性光纤器件。本文首先介绍FBG传感原理,然后用光纤布拉格光栅应变传感器和高精度电阻应变片同时监测钢板拉伸应变变化,并对实验获得的数据进行分析。结果表明FBG应变传感器测得的应变和高精度应变片测得的很接近,反射波长和应变具有很好的相关性,相关系数达到0.9995。基于光纤布拉格光栅的应变测方法可行,并具有良好的应用前景。     

分布式光纤传感器的应变测量方法及其应用

基于背向瑞利散射的分布式光纤传感器是对应变、温度耦合敏感的高分辨率传感器。针对应变测量方面,研究对比了分布式光纤传感器及电阻式应变片在应变测量方法上的区别。通过钢板单向拉伸试验,分别从测量精度、线性度及可重复性等方面研究对比了分布式光纤传感器及电阻式应变片的测量数据。通过非等厚度悬臂梁弯曲试验,分析分布式光纤传感器在应变测量方面的优势,并借助于分布式光纤传感器的应变测量数据,重构结构表面应变场。     

预拉伸光纤光栅应变传感器传感性能研究

为了提高光纤光栅测量应变的测量范围与测量精度,该文对基片式光纤光栅传感器应变传递理论及其有限元分析应力分布进行了阐述,并对光纤光栅应变传感器的制作工艺进行了探索。封装工艺与普通基片式光纤光栅传感器的不同是在制作时加载确定的预紧力,用等强度梁对预应力基片式光纤光栅传感器进行测试并标定,得到传感器灵敏度为0.88pm/με,线性度为0.996,传递效率为74%。并在MTS拉伸试验机上进行预紧力基片式光纤光栅传感器、裸光纤光栅传感器与电阻应变计压缩对比实验研究,实验表明,预拉伸制作工艺提高了光纤光栅测量压缩应变的线性度与测量范围。     

钻孔压灌桩的超弱光纤光栅应变场监测方法

提出了一种在长螺旋钻孔压灌桩中引入超弱光纤光栅的应变场监测方法。分析了超弱光纤光栅多点应变传感原理，设计了一种定点式标距1 m的超弱光纤光栅光缆，对灵敏度进行了标定，在10 000με范围内的平均应变灵敏度为1.15 pm/με。在广州市有轨电车试验桩项目中，采用预拉力方式将光缆与钢筋笼结合后埋设，经过28天固化后对多根长螺旋钻孔压灌桩进行了静载测试和分析。试验表明，超弱光纤光栅传感系统工作频率1 Hz,应变精度1可实现对桩基应变场的多点、大量程、高精度的线性监测，验证了超弱光纤光栅传感器在桩基监测中的可行性。     

高压电缆用分布式光纤传感检测系统

电力电缆线路运行时的温度和应变在线检测是保障电力系统安全与稳定的必要措施。介绍了用于高压电缆在线监控的分布式光纤传感检测系统方案。详细阐述了检测系统中测量设备的选择,研究了适用于电力系统复杂环境中的温度和应变测量的新型传感光纤——碳密封涂覆光纤,并对这种传感光纤的安装方式进行了探讨。分布式光纤传感检测系统将在高压输电电缆系统的在线检测方面有很大的应用前景。     

基于布里渊光频域分析技术的桥梁监测试验研究

布里渊光频域分析(Brillouin Optical Frequency Domain Analysis, BOFDA)技术是分布式光纤传感技术的一种。回顾了BOFDA的发展历史,介绍了BOFDA的最新应用进展情况,并提出了基于BOFDA测量桥梁挠度的新方法。通过光纤布设研究提出在桥梁底面采用全面粘贴的方式布设光纤,并分析了光纤应变表征桥梁挠度的理论,最后进行了基于BOFDA的室内桥梁模型测量试验研究。试验结果表明,百分表实测桥梁模型的挠度与桥梁模型上分级集中荷载及模型下表面的光纤应变变化均成正比例关系;BOFDA光纤应变可以标定桥梁模型变形范围,且光纤应变表征的桥梁模型挠度和百分表实测挠度值基本一致。因此,采用BOFDA技术进行桥梁挠度测量是可行的。     

光纤F-P解调的双参数光纤光栅传感系统

介绍了一种利用光纤F-P滤波器解调的、可同时测量应变及温度两种参数的光纤光栅传感系统.将一个光纤光栅的长度分成相等的两部分,其中一部分的两端固定在一块钢板上,另一部分处于自由状态.根据这两部分光纤光栅对应变及温度的不同感应,实现对应变及温度的同时测量.可利用波分复用技术实现对分布式应变及温度的测量.应变、温度的测量分辨率分别可达1.3 με及0.12 ℃.     

光纤放大器自动测量系统

介绍了光纤放大器的发展,研制了基于LabVIEW的光纤放大器自动测量系统.实验证明,系统的测量精度较高,实现光纤放大器的自动测量,提高了测量准确度和效率,降低测试难度.