提高Y结构光纤强度型移传感器灵敏度的方法探讨

本从增强光源的发光强度，选用高灵敏度的光电接收器件，改善信号处理电路等多方面分析了提高Ｙ结构光纤强度型位移传感器灵敏度的方法，并用实验验证得了满意的结果。     

磁性液体倾角传感器研究

利用永磁体在磁性液体中悬浮的特性,提出了一种新型一维倾角传感器,给出了该传感器的工作原理,设计了传感器样机。采用实验方法测试两个永磁体间磁斥力曲线,并据此确定传感器主要结构参数和特性参数,得到其倾角检测灵敏度表达式。设计了传感器中运动部件的位移的检测电路及转换电路。实验结果表明,当倾角在-18°～18°之间时,输出电压与倾角间成线性关系,其分辨率为0.04°;当倾角在18°～90°（-18°～-90°）之间时,输出电压与倾斜角的关系为非线性关系,且分辨率逐渐降低。该传感器结构简单,无磨损部件,为倾角测量提供了新的途径。     

提高Y结构光纤强度型位移传感器灵敏度的方法探讨

本文从增加光源的发光强度、选用高灵敏度的光电接收器件、改善信号处理电路等多方面分析了提高Ｙ结构光纤强度型位移传感器灵敏度的方法，并用实验验证得到了满意的结果。     

有源光纤式流量传感器的研究进展

光纤式有源流量传感器是近年来发展起来的一种基于光纤传感技术、流量检测技术的新型流量传感器.目前,主要将金属薄膜的光热转换效应或电阻的热效应与光纤及光纤光栅的温度、应力特性(在流体环境下光的强度、频率、波长及相位等受温度、应力调制的特性)相结合并制得一类新型的光纤有源流量传感器,包括光纤光栅点式及光纤散射(布里渊、瑞利)分布式有源流量传感器.通过文献综述的方式来介绍有源光纤式流量传感器的工作原理、种类及其研究进展,旨在为今后研究提供方法.     

光纤光栅流速传感器的设计和实验

本文通过实验验证了一种新型的测量液体流动的流速传感器。液体流动的力作用在小圆盘上,导致悬臂梁的扭曲变形。将布拉格光纤光栅植于悬臂梁上。通过检测布拉格光纤光栅波长漂移,就可以得到液体流速。实验结果显示了这种传感器的可行性。实验实现的测量范围为0--120cm／s,测量精度最高可达到5cm／s。同时,本文提出了通过改变传感器的材料可以扩大测量范围。     

埋入CFRP的FBG光纤传感器界面传递特性实验研究

埋入碳纤维复合材料（CFRP）的光纤布拉格光栅（FBG）传感器应变测量值与基体实际应变存在误差,用光纤、保护层、粘贴层和基体材料的界面传递特性来表征应变测量值可提高精度．根据弹性力学和边界条件,得出FBG应变测量值与基体材料实际应变值的关系方程,通过裸光栅直埋基体材料界面传递的特征系数,可表征和计算FBG检测应变与测点实际应变的误差及修正系数．试验结果表明：对埋入裸光栅的碳纤维复合材料同时进行电阻应变与FBG—IS波长解调试验对比,试验测量FBG应变传感灵敏系数与理论值十分接近;对埋入CFRP的FBG裸光栅,由于不存在粘贴层界面传递的影响,其应变测量值可无需修正．     

基于FBG温度解耦的光纤法布里-珀罗 高温压力传感器

本文提出了一种基于光纤布拉格光栅(FBG)温度解耦方法的光纤法珀(FP)压力传感器,该传感器采用低温共烧陶瓷(LTCC)技术实现批量化制作.通过在膜片式压力传感器的基础上集成光纤布拉格光栅(FBG),实现温度、压力双参数测量;提出温度解耦方法,对传感器进行温度补偿及压力测量结果的修正.实验结果表明,在20～300℃的温度范围内, FBG温度传感器的灵敏度为0.012 nm/℃,在160 kPa的压力范围内,压力测量灵敏度约为0.1μm/kPa, 3次重复实验的重复性误差和非线性误差分别约为5.6%和1.3%,温度系数为0.018μm/℃,压力灵敏度随温度变化为0.283 nm/(kPa·℃),同时,采用温度解耦方法,得到压力计算值与真实值最大偏差小于2.5 kPa.     

光纤水听器灵敏度测量

本文叙述了用试验分析的方法对干涉型光纤水听器灵敏度进行测量。     

光纤布拉格光栅应变传感器的低温特性

研制了一种新颖的菱形光纤布拉格光栅（FBG）低温传感器。采用有限元方法分析了这种结构的力学性能和温度特性。将该装置置于低温（液氮）拉伸设备中，实验研究了这种封装形式的低温应变特性。采用光纤布拉格光栅网络分析仪和低温应变仪，分别测量了液氮温度下菱形应变传感器的波长变化量和应变变化值，测得其应变系数为-0．7185μe／pm，线性度达到0．9998。     

可调量程的轮辐式光纤光栅扭矩传感器

设计了一种以轮辐结构作为弹性元件的可调量程的光纤布拉格光栅扭矩传感器。在弹性板与轴向平行的上下表面对称粘贴两个中心波长不同的光纤布拉格光栅,分别作为传感元件和参考元件。通过对扭矩值与两者反射中心波长差值的标定,可以排除环境温度的影响,实现温度自补偿的功能。采用卡口连接的方式将弹性板与内轮毂、外轮毂进行连接,并用螺栓固定,通过更换弹性板可以调整传感器的量程。经仿真分析和扭矩传感实验证明,量程为80 Nm时,扭矩传感器的平均应变灵敏度为27.1 pm/Nm,相关系数为0.997,重复性误差为3.23% FS,迟滞误差为1.03% FS。     

光纤光栅传感器在CFRP冲击载荷监测中的应用研究

提出了一种用光纤光栅传感器监测CFRP结构冲击载荷的方法,构建了冲击监测系统。将FBG传感器粘贴于CFRP试件表面构成传感网络,针对不同冲击点,同一传感器监测的冲击响应信号进行分析,CFRP试件的一阶、二阶谐振频率为53 Hz、100 Hz,不同谐振频率对应的幅值随冲击点的改变而不同。冲击CFRP试件,对FBG传感网络感知的冲击响应信号进行小波包分解,获得各传感器的小波包能量谱图。结果表明传感器信号的第6阶小波包能量变化明显,能量大小与冲击点和传感器之间的距离及其夹角有关。研究结果将为CFRP结构的动态监测领域提供了实验参考。     

基于相移布喇格光纤光栅的折射率传感实验研究

利用图解法求解光纤特征方程,获得腐蚀过程和传感过程中光纤光栅的光谱特性,设计了光纤光栅的部分腐蚀方案,采用氢氟酸溶液腐蚀制作相移布喇格光纤光栅。对光纤光栅进行部分腐蚀,将形成相移光纤光栅。根据相移光纤光栅的特性,讨论了利用反射光光强解调的方式,该方式具有结构简单且对温度不敏感的优点。     

光纤Bragg光栅用于动态应变测试的研究进展

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     

Bragg光栅式应变传感器的传感特性研究

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.     

带温度补偿基于薄壁圆筒结构的光纤光栅压力传感器

阐述了一种带温度补偿、基于薄壁圆筒结构的高量程光纤光栅（FBG）压力传感器.薄壁圆筒直接作为弹性体,在压力作用下产生轴向位移来拉动压力敏感光纤以实现压力传感;通过被动温度补偿和残留温度效应主动实时修正来共同消除薄壁圆筒和压力敏感FBG的温度漂移;同时,对带温度补偿的FBG压力传感器的温度稳定性进行了讨论,给出了理想情况下该系统可达到的最优温度稳定性及决定因素.研究结果表明：基于30CrMiSiA材料管道结构的FBG压力传感器可以进行压力传感,其重复性为0.505 2%;回程误差为4.006%;线性度为0.285 5%;传感器精度为±2.639 8%;基于温度补偿进行温度去敏也有很好的效果,在-30～100℃范围内,该系统的温度稳定性因子为9.079 6%;随着实验温度范围减小至0～60℃,系统温度稳定性因子也减小至4.0%.     

光纤光栅半导体激光器激射波长与Bragg波长的偏离

利用包含光纤布拉格光栅(FBG)反射率分布的光纤光栅外腔半导体激光器(FGSL)的理 论模型,对FGSL 的激射波长进行了研究。结果表明激射波长并不一定在FBG布拉格反射波长处;布拉格反射波长相对于激射波长的偏移量与FBG的反射率分布、半导体增益介质的增益谱分布及增益峰值波长有关;激射波长可大于或小于布拉格反射波长。     

新型分布式布喇格光纤光栅传感系统的研究

提出了一种新型分布式布喇格光纤光栅(FBG)传感系统.为了满足一个大型工程同时监测上百个不同位置的要求,将这一百个点分成若干组,每组构成一个小区域,每个小区域由四个波长相同的光栅组成,这样就满足了在一条光纤上刻一百个光栅的要求.当某点温度发生变化时,该区域的最高温度可测得;若此最高温度超过警戒温度,则系统发出报警信号,进而对这个小区域进行整体降温处理.在理论分析的基础上,对多组不同波长的光纤光栅进行了温控对比实验,在10～110℃的温度范围内,FBG的中心波长随温度变化呈良好的线性,线性度达到99.6%以上.实验表明该系统具有精度高、适用于分布式多点测量的特点.     

光纤Bragg光栅的特性及应用研究

介绍了光纤光栅研制及其应用研究的情况。研究包括：光纤光栅的基本特性,光纤光栅外腔半导体单频和锁模激光器、光纤光栅稳频光纤环形激光器和主动锁模光纤激光器、基于光纤光栅的波长转换器和基于啾啁光纤光栅的可调谐激光器等。     

基于光纤布喇格光栅传感器的精密位移测量

首先对光纤布喇格光栅传感的基本原理进行了分析,并给出了光纤光栅位移传感的基本公式.在此基础上,设计制作了一种光纤光栅位移传感器.采用光纤光栅作为传感元件,利用多波长计进行波长检测,对位移量进行了传感测量.实验中,传感器位移检测范围为0.6mm,其传感测量精度为±43nm,测量分辨率为1.5nm.实验结果具有良好的线性度.