光纤光栅传感解调软件系统

分析了一种实用的新型光纤光栅传感解调软件系统OptSensor。该系统集成了对多种数据采集卡的支持，采用多种处理方法，既可以满足实时采集、实时分析的需要，又有试验数据脱机调试功能，具有较好的实用价值。系统还实现了解调结果可视化输出。     

光纤光栅传感系统的信号解调方法研究

讨论了光纤光栅解调的基本原理,分析了常用解调方法的工作机理、性能和特点,分别给出了其典型的实验原理图;并对各种解调技术的优点和缺点进行了论述,提出了一种较有前景的解调方法,给出了其信号处理电路原理框图,为解调系统的设计提供了依据。     

光纤光栅传感系统中的解调技术

分析了光纤光栅传感系统的多种解调方法，比较了几种研究很广的方法的优缺点，指出了应用可调谐光纤法布里－珀罗滤波器（FFPF）法进行解调的优越性。     

光纤光栅时分复用传感系统

研制了光纤光栅时分复用传感系统 ,针对脉冲宽带光源的光束注入间隔为 5 1.75m、波长介于 15 5 0～ 15 6 5nm的 5个光纤光栅组成的光栅串 ,根据传感元间光纤延时程度的不同 ,利用模拟电子程控开关对来自不同光栅信号的选择通导 ,实现传感信号的地址查询 ;借助非平衡Michelson扫描干涉仪 ,待测量引起的来自查询传感元的波长漂移信息得到解调 ,从而成功地实现了时分复用传感 .在 [0 ,5 5 0 ]με的测量范围内 ,系统传感灵敏度的实验值约为 1.6 7°/ με,与理论值非常吻合 .     

基于超磁致伸缩材料和光纤光栅的交流电流测量

利用光纤光栅、超磁致伸缩材料和基于Fabry-Perot滤波器的解调系统实现了交流电流的测量.在介绍超磁致伸缩材料的磁致伸缩效应、光纤光栅检测电流原理的基础上,借助超磁致伸缩材料和光纤光栅等构建了电流测量单元.在施加0-5 A(50 Hz)范围的激励电流时,利用设计的电流测量单元,经基于Fabry-Perot滤波器的解调系统解调,验证了采用该方案检测电流的可行性.     

相移光纤光栅横向受力传感特性研究

对相移光纤光栅(PS-FBG)的横向受力特性进行了理论和实验研究.采用传输矩阵法分析了PS-FBG的传输特性,并建立了光栅横向受力数学模型.理论分析表明,光栅透射谱阻带中的透射窗口在横向受力时会产生光谱分裂,且分裂距离与所受横向压力的大小成正比关系.实验在0~1 N的横向压力条件下,获得了1.4×10-3N/mm的灵敏度,实验结果与理论模拟相符.     

利用电磁铁的光纤光栅电流传感实验

布拉格光纤光栅(FBG)是最近几年在光纤通讯、光纤传感等领域应用最为广泛，发展最为迅速的光纤无源器件之一，被认为是继光纤放大器之后光纤通信技术发展的又一里程碑.由于它具有许多独特的优点，因此在光纤通信、光纤传感器等领域具有广阔的应用前景.本实验是利用衔铁在电流产生的磁场力的作用下间接带动光纤光栅，从而实现布拉格波长漂移值与电流之间的变化，进而影响光纤光栅反射谱，实现对电流进行传感探测的.分析和验证了光纤光栅用于电流传感的可能性.系统传感灵敏度为1.55×10^-2 nm/mA.     

基于磁流体与长周期光纤光栅的磁场传感研究

长周期光纤光栅是一种新型的无源光纤器件,对外界折射率敏感的特性使其可作为一种理想的光纤敏感元件。而磁流体具有明显的磁光效应,即具有在外界磁场作用下其折射率发生改变的特性。将磁流体与长周期光纤光栅相结合作为传感探头,提出了一种全新的磁场测量方法,并对其进行了深入的理论分析和初步的实验验证。实验结果表明,所提出的基于磁流体与长周期光纤光栅的磁场传感方法可以用于磁场和电流的测量。     

一种新型的光纤光栅应变传感器解调方法

为判断作用在传感光栅上的轴向应变,提出了一种光纤光栅应变传感解调新方法。该方法基于光纤光栅匹配滤波技术,使解调光栅受压电陶瓷驱动,对传感光栅反射光波进行波长扫描,将应变引起的传感光栅布拉格反射波长的漂移,变为解调光栅透过的负脉冲在时域中的间隔变化。该系统的传感灵敏度实验值89.132×10~(-6)ε/ms与理论值85.470×10~(-6)ε/ms基本吻合。     

一种编码式光纤光栅温度传感检测系统的研制

介绍了一种新的大容量编码式光纤光栅传感测量技术，引入了一种由编码式光纤光栅作为传感探头的温度传感检测系统。该系统采用双波长编码技术．对检测点的位置和温度同时进行编码测量，系统具有精确度高、稳定性好、信息量大等特点。特别是双波长编码测量技术的采用．系统由一维编码增进到二维编码，极大地提高了系统的检测容量，克服了传统的一维编码系统由于光源有限带宽导致的信息容量限制。由于在光纤的同一位置集成多个传感探头，降低了成本，该系统具有很好的市场应用前景。     

一种新颖的光纤光栅轮轴计数传感器

基于光纤Bragg光栅传感原理，采用双光栅匹配滤波强度解调方案，研制了一种新型的光纤光栅轮轴计数传感器。从理论上分析了该传感器的工作原理，并进行了实验研究，取得了理论与实验一致的结果。这种光纤类传感器具有不怕潮湿、粉尘、抗电磁干扰等优点。此外，由于使用双光栅匹配滤波强度解调方案，不必使用昂贵的波长解调设备，所以该传感器成本低，有望替代现有的电类产品，在工程实践中获得广泛应用。     

一种新型的光纤光栅传感动态解调方法

提出了一种使用匹配光纤光栅闭环跟踪测量传感光纤光栅布拉格波长移位的方法．该方法适用于单点检测,并且具有动态响应好,测量动态范围大,受环境影响小,测量精确度高的特点．     

基于波长扫描极值解调法的FBG温度检测系统

光纤光栅波长偏移检测技术是光纤光栅传感系统的关键技术之一。探讨用LabVIEW编程实现基于波长扫描极值解调法的FBG波长检测系统,利用可调谐激光器具有编程控制的功能,系统在光源输出不同扫描步长的条件下测试了FBG的温度特性。比较两种峰值计算方法的优缺点。实验结果表明:解调系统具有很好的稳定性。     

光纤光栅在桥梁预应力索索力监测中的应用

利用光纤光栅传感器长期稳定性好的特点,设计了一种预应力混凝土连续梁桥预应力索索力长期在线的监测方法,研制了一种小尺寸的光纤光栅传感器,印证预应力混凝土连续梁桥跨中下挠和梁体开裂等病害的发生与预应力索索力损失之间的关联。工程应用证明了该传感器及其实施方案的可行性,监测数据表明光纤光栅传感器运行稳定,检测数据可靠,仪表计算机系统建立的索力变化数据库,可为梁体病害的产生和预防起预警指示的作用,为桥梁管养提供科学依据。     

基于ASE光源解调的光纤光栅应变传感器

介绍了光纤光栅应变传感器的工作原理,提出了一种应用放大自发辐射光源(ASE)线性段对光纤光栅应变传感器进行解调的新方案.此方案所用装置结构简单,测量范围大,灵敏度适中,能实现静态和动态测量.实验中对悬臂梁的应变进行了测量,输出电压与悬臂梁的轴向应变成线性关系,与理论值符合得较好.电压/应变灵敏度系数为-4.003 5×10-3V/με,测量范围达到了1 106个微应变.     

基于压电陶瓷的高灵敏度光纤光栅电压传感器

提出了一种基于压电陶瓷与光纤布喇格光栅相结合的新型电压传感器,将光纤布喇格光栅牢固地粘贴在压电陶瓷叠堆上,构成传感探头.实验结果显示:在0~200 V的电压范围内,电压和波长移动之间具有良好的线性关系,线性拟合度高达0.990 8,线性调谐的波长范围约为1.5 nm,灵敏度为0.009 7 nm/V.     

基于极化电流概念对光纤布拉格光栅耦合模理论的分析

根据耦合模理论的理想近似,把光纤光栅区域的电场横向分量看作无微扰的很多理想模式的叠加,将光纤光栅的折射率的周期变化视为介电常数的微扰,在此用运极化电流概念下的模式耦合系数,对耦合模方程进行化简,进而求出反射率、布拉格反射波长的特征参数的表达式,理论计算与实验结果符合良好,从而证明理论的正确性。