结构健康监测用光纤Bragg光栅温度补偿研究

阐述了光纤Bragg光栅及多光栅温度补偿法基本原理,推导出温度补偿公式。在光纤Bragg光栅应变灵敏系数标定及钢架静力试验过程中进行温度补偿,试验结果显示光纤Bragg光栅温度计能够准确测量温度干扰。     

基于FBG磁场传感方案的研究

光纤Bragg光栅(FBG)传感技术较其它光纤传感技术有独特的优点,因此更具有研究的价值.本文基于光纤Bragg光栅的应变敏感性和磁性材料的磁致伸缩效应,提出了将光纤Bragg光栅应用于磁场传感测量的方案,并论证了其可行性.     

光纤Bragg光栅传感器高速冲击试验研究

光纤Bragg光栅是一种性能优良的敏感元件,光纤Bragg光栅传感器在很多领域得到了应用.通过霍普金森压杆上的冲击试验研究了光纤光栅的动态响应能力.试验表明Bragg光栅能够正确响应不同频率的冲击信号,解调仪能够正确并快速解调出高速动态激励信号,同时Bragg光栅在受拉和受压时以及动态和静态灵敏度基本一致.光纤光栅传感器能够应用于武器侵彻爆炸等强冲击、恶劣环境下动态应力应变的测试.     

用于油库监测的光纤Bragg光栅传感器实验研究

通过对三种光纤Bragg光栅传感器的实验研究,得出实验数据并进行分析,表明光纤光栅传感器用于油库状态参数监测是可行的。该文介绍了分布式监测技术领域的一种新型技术——光纤Bragg光栅监测网络技术,指出了其相对传统技术所具有的独特优越性。最后,提出了一种基于光纤Bragg光栅传感技术的油库监测网络。     

大应变光纤Bragg光栅传感器的研究

在通信光纤的长期允许应变为3000 με的基础上,研制了一种测量应变范围为0～6000 με的大应变光纤Bragg光栅传感器.在外加应力的作用下,固定支点的相对位置发生变化,从而带动应变管发生轴向形变,导致了粘贴在调节管两端的光纤Bragg光栅按比例产生了Bragg波长移位.通过荷载,对大应变光纤Bragg光栅传感器进...     

光纤光栅应变传感特性的研究

叙述光纤Bragg光栅的反射率与栅距，有效折射率和入射波长的关系，用Matlab描述有效折射率和栅距的变化对反射波长的影响。以此为基础阐述光纤Bragg光栅的应变传感原理，并对光纤Bragg光栅的应变传感特性进行实验研究，实验结果与理论分析结果相一致。     

基于单片机的光纤光栅解调器

Bragg光栅解调系统是光栅传感器得以实用化的关键。根据光纤Bragg光栅传感器的传感机理,介绍了Bragg光栅解调系统的工作原理,建立了解调系统模型,提出了实现Bragg光栅解调的单片机解调系统,给出了详细的软硬件设计方案。光栅解调系统测量能够精度达到±5pm,重复性最大误差为±8pm。     

热导式光纤Bragg光栅二氧化碳分析仪的研究

摘要：在工业中提高燃料的燃烧率以及保证锅炉的高效运行都需要对烟气中二氧化碳的含量进行测量。在热导式原理的基础上利用光纤Bragg光栅对温度的敏感特性研制了一种热导式光纤Bragg光栅二氧化碳分析仪,通过检测光纤Bragg光栅中心波长的移位量实现对二氧化碳体积百分比含量的测量。测试实验表明,二氧化碳百分比含量从0到20％,从20％到80％以及从80％到100％时,光纤Bragg光栅的中心波长变化量分别为0.020nm,0.116nm,0.015nm ,在含量达到100％之后中心波长趋于平稳。     

基于光纤Bragg光栅应变传感器的量测锚杆拉力研究

由于被锚固结构自身的风化作用和锚杆自身的受力,蠕动变形等会改变锚杆的受力状态。为了实时反映锚杆的受力状态,将光纤Bragg光栅应变传感器通过引脚沿轴向焊接在锚杆的杆体上。由于锚杆杆体受力带动光纤Bragg光栅应变传感器引脚间距发生变化,使得应变传感器内的光纤Bragg光栅中心波长发生移位。通过对光纤Bragg光栅中心波长移位量的测量,可以实现对锚杆轴向拉力的在线监测。锚杆拉力试验表明:拉力灵敏度为6.5 pm/kN,线性度为1.78%FS。     

一种基于LPCT的压电驱动式光纤Bragg光栅电流传感器及其使用方法

本发明涉及一种基于LPCT的压电驱动式光纤Bragg光栅电流传感器及其使用方法,属于光电子测量技术领域。本发明包括LPCT、取样电阻、叠堆型压电陶瓷、光纤Bragg光栅、光纤粘接点和外接光纤。LPCT连接取样电阻后通过导线连接至叠堆型压电陶瓷上下两端,叠堆型压电陶瓷由若干片压电陶瓷片物理串联组成,光纤Bragg光栅通过光纤粘接点固定设置在叠堆型压电陶瓷中轴线的左右两端,外接光纤一端与光纤Bragg光栅连接,另一端与解调仪相连。本发明高压侧无需电源、测量范围大、抗电磁干扰、尺寸小、结构简单、准确度高、稳定性好,具有极佳瞬态跟踪能力,响应电流变化能够达到μs级。     

浅析Bragg波长高精度解调方法

分析了Bragg光纤光栅传感器原理。介绍了对光纤光栅Bragg波长进行高精度解调的方法。分析了五类波长解调仪的测量原理以及优缺点。介绍了Bragg光纤光栅传感器的优点。     

基于OCDMA系统的光纤光栅频谱特性分析

该文研究了光纤布拉格光栅阵列的反射谱,分析了几种不同的切趾函数对旁瓣的影响。讨论了啁啾光栅的反射谱性能,结论表明了啁啾系数和折射率调制深度是影响啁啾光栅反射谱特性的主要因素,通过切趾技术可以改善啁啾光栅的性能,使其适用于OCDMA系统。重点分析了相移超结构光纤光栅(SSFBG)的原理,并设计出了一种码长31的gold码SSFBG编解码器,仿真了其反射谱曲线。     

Temperature-insensitive chemical sensor based on a fiber Bragg grating

Temperature-insensitive fiber Bragg grating sensors have been demonstrated by discriminating the peak wavelength difference caused by etching the cladding of half of the grating region. Thermal characteristics and chemical sensitivity of two fiber Bragg gratings are experimentally investigated. Experimental results indicate that the etched half and the rest of the grating region have almost the same thermal response, and concentration changes of the surrounding chemical solutions can be detected by measuring the peak wavelength difference. The two sensors have been used to measure the concentrations of propylene glycol solutions and sugar solutions, and one of them could detect 0.067% and 0.027% concentration change for two kinds of solutions with a low-cost wavelength interrogation module.     

布拉格光栅传感器信号的实时采集与分析

当前对于高性能的实时信号的处理，已经成为限制光纤光布拉格栅传感器大量实际应用的最主要障碍之一。本文在对此传感器的实时信号进行了深入的分析基础上，提出了采用DSP为平台，利用相关性分析的方法来解决高性能的实时信号处理问题，通过利用TMS320VC5409的DMA后台访问I／O端口和前台能同时进行运算的特点，设计了一套DSP系统来实现了实时处理高速传输的信号的目的。     

光纤光栅传感阵列的数据融合分析

针对一种结合神经网络技术对光纤光栅传感阵列信号进行分析的方案.以光纤光栅为传感元件,混凝土简支梁模板为研究对象,BP神经网络为信号处理方法,研究了光纤光栅传感阵列和BP神经网络技术在载荷应变损伤监测中的应用.通过有限元法对模板试件的应变分布进行分析,确定光纤光栅应变传感阵列的合理位置,用液压机进行加载实验.通过BP神经网络对这些离散的应变信号进行数据融合,反向分析模板试件的载荷.实验表明,在加载范围0～110 kN内,识别样本相对误差均在3%以下,均方误差小于1 kN.     

一种FBG水听器探头增敏结构的研究

为了提高光纤布喇格光栅(FBG)水听器的声压灵敏度,提出了一种基于薄壳弹簧的增敏结构.通过增大声压作用面积,并将径向压力转化为FBG的轴向应变,使FBG对声压信号的敏感度增加了2 900倍.利用有限元软件ANSYS对结构进行优化设计后,制作了基于该增敏结构的水听器原型样品并在水箱中进行了实验.实验结果表明,利用该增敏结构将FBG的声压灵敏度提高了约2 264.6倍,基本实现了设计目的.     

A fibre-optic grating sensor for the study of flow-induced vibrations

A fibre-optic Bragg grating sensor for flow-induced vibration measurement is described. The sensor is based on monitoring shift in the Bragg wavelength of a fibre Bragg grating. The fibre Bragg grating, when bonded onto a structure, can measure local axial strain variation of the structure. The sensor was used to measure the flow-induced vibrations on a circular cylinder in a cross-flow. The measured strain ε is consistent with the transverse structural bending displacement Y obtained from a laser vibrometer in terms of the natural frequency of the fluid–structure system and the vortex shedding frequency. The experimental data further indicated that ε and Y are linearly correlated when the bending displacement is small. It is expected that the fibre Bragg grating sensor, because of its physical uniqueness, has an important role to play in the study of fluid–structure interactions.