波长调制型光纤珐珀应变传感器串联复用技术研究

基于光纤珐珀应变传感器的基本原理,利用数字信号处理的方法对光纤珐珀应变传感器的串联复用技术进行了研究,进行了复用加载仿真,通过复用加温实验进行了验证.     

非接触式光纤法珀微位移检测系统

设计一种采用双波长正交解调技术的光纤法珀检测系统,可用于微位移的检测.系统使用1×2密集波分复用器产生两路处于正交状态的输出信号,密集波分复用器的输出波长采用优化设计方法计算.信号处理采用arctan算法实现微位移信号的解调.实验通过对变化范围为0～0.8 μm的位移进行检测,结果表明该传感系统的灵敏度达到0.468°/nm,非线性度仅为2.3%,可满足实际中微位移检测的需要.     

光纤法珀腔声传感器理论与仿真分析研究

根据干涉原理,对基于低精细度法珀腔的光纤声传感器的敏感机理进行了理论分析,明确了采用单色光源工作时需要满足正交相位点和小信号的条件。采用ANSYS软件,对敏感声波的振膜进行了预应力振动模态和预应力谐响应有限元分析,仿真了在声波作用下振膜的振动特性,以及其频率响应特性。进一步分析了光纤法珀腔声传感器的灵敏度与材料、结构、光学、电学参量的关系,以及它的动态范围。     

分布式光纤光栅传感器波长检测新技术简述

本文阐述了光纤布拉格光栅温度应力传感器的工作原理及光栅中心波长的移动探测解调原理，以及分布式光纤光栅传感器解调的新方法，并且给出了其应用前景。     

光纤应变传感器的研究

本文采用在一段单模光纤两端镀膜的方法构成光纤法布里－珀罗干涉腔,导出干涉腔反射光的数学模型,给出干涉腔与其它器件连接构成的干涉式光纤应变传感器的一般理论和测量方法。     

梳状光纤应变传感器

在模体积失配效应与微弯原理的基础上,本文提出了一种可用于机敏材料与结构的新颖的强度调制型梳状光纤应弯传感器,分析了其应变传感原理,给出了其简单方便的加工方法,并进行了详细的理论与实验研究。     

光纤光栅传感器在测量过程中的应变传递误差分析及修正

通过对光纤光栅传感器中影响应变传递过程的理论分析,建立了各相关因素与应变传递误差之间的数学解析模型,并给出了测量误差修正方案.首先,将光纤光栅传感器简化为由保护层包裹着中心的光纤纤芯轴对称结构;再分析应变传递过程中保护层的剪切变形对应变的传递造成影响;最后,建立应变传递层的应变传递误差与光纤实际变形、伸长值等之间的数学关系.研究结果表明,光纤的杨氏模量、横截面积以及应变传递层厚度越小;或者应变传递层的剪切模量及其与光纤的有效接触面积越大,则应变传递误差越小.该研究为光纤光栅应变传感器的优化设计提供了理论支持,并为实际测量过程中应变传递误差的定量补偿提供了可行方法.     

激光加工硅片的膜片式法—珀干涉型光纤压力传感器

分析了多个反射面对单法—珀腔传感器光谱法解调的影响。为降低不参与形成法—珀腔的反射面的反射率以消除这一影响,利用Nd∶YAG激光加工系统在两面抛光硅片中的一面进行了表面纹理化处理。将经激光切割下的已表面纹理化的圆形硅片粘贴在中空玻璃毛细管一端,最后插入单模光纤并封装成非本征(EFPI)光纤法—珀干涉型压力传感器。进行了静态气压测试实验,结果表明:在40～240kPa气压范围内,传感器压力灵敏度为11.9 nm/kPa,线性度为1.51%。     

干涉型光纤应变传感器的全相位应变模式

导出了处于任意三维应变场中任意构形模光纤中的全相位应变模式，包括了光纤长度变化，色散及双折射等对传播光相位有影响的所有因素。     

光纤表面等离子体波传感器中共振波长的理论计算

光纤SPR传感器是一种新型传感器,可在多个领域实现远距离实时在线监测.根据表面等离子体波的共振条件计算了光纤SPR传感器的关键参数--共振波长,并且给出在一定条件下传感器的最大量程.为光纤SPR传感器的设计提供了有力的工具.     

埋入式F-P光纤应变传感器的疲劳性能试验研究

光纤传感器的研究应用代表着混凝土桥梁结构健康监测技术的发展趋势。针对基于白光干涉的埋入式F-P光纤应变传感器的测试原理及主要结构参数进行了分析，介绍了该传感器的制作工艺特点。通过对传感器的疲劳性能试验，验证了该传感器具有优良的精度稳定性和耐久性，满足桥梁施工现场复杂状况下混凝土结构应变监测的要求。     

高温光纤传感头热辐射特性研究

蓝宝石单晶光纤高温传感器是近年来发展起来的一项高技术成就。本文在介绍其基本原理后,用空腔灰体理论分析传感头的热辐射特性,给出了接近理想黑体辐射状态的传感头设计的基本参数,并以实验验证了理论分析的结果。     

基于分布式光纤传感的水下输气管道泄漏检测与定位分析

介绍了一种基于Sagnac/Mach-Zehnder混合干涉仪原理的分布式光纤传感水下输气管道泄漏检测及定位系统。在强干扰微小泄漏情况下,通过分布式光纤传感器获取由管道泄漏引起的光干涉信号,采用小波包方法对信号进行多层分解,提取小波包能量特征,用欧式距离法对管道泄漏与否进行聚类分析;对泄漏系统利用零点频率进行精确定位,并将基于零点频率的传统检测定位、经小波去噪和最小二乘曲线拟合处理后的检测定位及本文提出的检测定位三种方法进行对比分析,统计了系统虚警率（FAR）。实验结果表明,该系统能准确识别管道泄漏,本文提出的泄漏检测定位法虚警率最低,与经小波去噪和最小二乘曲线拟合处理后的检测定位法相比,虚警率降低了6.6%,提高了系统泄漏检测定位的可靠性。     

光纤布拉格光栅温度传感实验特性研究

介绍了光纤布拉格光栅传感器测温原理,并通过实验对裸光纤光栅的温度特性进行了研究.实验采用恒温水浴装置,在室温至80℃温度范围内分别使用了中心波长位于1 550 nm附近的两只光纤布拉格光栅进行测量.实验结果表明,光纤光栅在所测温度范围内呈现较好的线性特性,与理论结果一致.此外,还研究了光纤光栅在实际应用中的问题.     

分布式光纤传感器应变传递性能分析及试验研究

分布式光纤传感技术是一种新型光电监测技术,可实现应变、温度的长距离分布式检测,适用于土木工程结构的健康监测.应变量测的准确性是进行结构健康诊断和评估的关键,其中影响分布式光纤传感技术应变测量精度的因素除了设备自身性能,还与感应结构应变信号的分布式光纤传感器的应变传递性能有关.从理论上分析了传感光纤特性、粘结剂物理性质、...     

基于相关检测的光纤倏逝波生物传感器研究

构建了一种以光纤和光纤束作为系统信号传输通道的光纤倏逝波生物传感器系统,根据光纤探针的倏逝波理论和模式匹配理论对光纤探针进行了设计与制作,然后应用直接结合分析的方法对该传感器系统的探测性能进行了实验检测.实验针对光纤探针置于空气中和蒸馏水中两种情况进行,同时将系统检测到的信号通过数据采集卡采集到计算机中,并进行相关检测分析.对光纤探针置于空气中和蒸馏水中两种情况,系统分别获得了16.7和20.5的探测信噪比.实验结果表明,该相关检测方法能很好的区分系统的噪声信号和所探测的荧光信号,整个系统具有良好的可行性.     

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BOTDR的光纤网格隧道形变监测系统研究

在分析布里渊散射光时域反射(BOTDR)监测技术应变测量的基本原理、标定方法、信号处理、实际应用及各项优点的基础上,针对隧道工程的形变监测设计了一套网格结构的光纤传感器系统;该套系统利用BOTDR及相关技术可以完成对隧道形变的灵敏探测和实时监控;对其工作原理和监测优势的分析以及仿真实验结果表明,这套光纤网格隧道形变监测系统具有灵敏度高、抗干扰能力强等优点,在实际工程中具有较高的应用价值。