一种新颖的温度压强同时区分测量的光纤Bragg光栅传感器

提出了一种新颖的基于小位移平面膜片的温度压强同时区分测量的光纤B ragg光栅传感器。该传感器中的光纤B ragg光栅沿径向粘贴于膜片上。光纤光栅中心波长和峰值波长的温度响应灵敏度近似相等,与所加压力无关;压强灵敏度因膜片上所产生的非均匀应变而不同,且与温度无关。通过测量中心波长和峰值波长,实现了单根光栅对温度压强的同时区分测量。从理论和实验上给出了温度、压强响应与峰值波长、中心波长之间的关系式。在30~120℃温度范围和0~6M Pa压强范围内,用此传感器测得的温度值和压强值与用温度计测得的温度值和用压力表测得的压强值之间的偏差分别不大于2℃和0.2M Pa,此偏差大小与仪表最小分度值2℃和0.1M Pa很接近,表明该传感器具有很好的温度、压强响应特性。     

用于同时测量湿度和温度的多路光纤光栅传感器

为了满足工业上对温度与湿度同时测量的需求,利用级联的光纤布拉格光栅(FBG)设计了一款能够实现湿度和温度同时测量的在线光纤光栅传感器。在2个FBG(FBG1与FBG2)的表面涂覆不同的敏感性聚合物材料。其中,FBG1的裸表面涂有聚酰亚胺薄膜,利用它来测量环境湿度;FBG2的裸表面填充二甲基硅油,利用它来测量环境温度。研究了传感器的工作原理,进行了温湿度传感实验。实验结果表明,随着环境温度和湿度的变化,FBG2的温度灵敏度为14.4 pm/℃,而对湿度不敏感;FBG1的温度和湿度灵敏度分别为12.8 pm/℃和2.1 pm/%RH,实验结果与理论分析基本吻合。另外,利用实验获得的FBG1与FBG2的温度与湿度灵敏度,构建灵敏度测量矩阵实现了环境温湿度的同时测量。该传感器具有结构简单、灵敏度较高、性能稳定与重复性好等优点,并且具有多路同时测量功能。     

可同时测量温度和压力的高灵敏度光纤光栅传感器

报道一种新颖的基于单个光纤布拉格光栅的传感器。该传感器将光栅的一部分封装在周围填充聚合物的金属空腔里,另一部分固定在金属柱体内。由于固定的光栅部分不受应变的影响,而封装在聚合物的光栅同时受温度和应变的影响,因此该结构可实现温度和应变的分离传感。同时,这种聚合物封装的结构把施加在聚合物上的横向应力巧妙地转化为施加在光栅上的轴向应变,可大大提高其应变传感灵敏度。实验结果表明该传感器不但可以实现压力和温度的同时测量,而且其压力灵敏度系数可达9.65×10-3MPa-1,约为裸光栅的4770倍。     

刻纹光纤传感器在温度测量中的应用

介绍一种新型的金属敷层刻纹光纤温度传感器，对其测温原理进行了研究。实验结果表明：该传感器的特性由结构参数和金属敷层材料种类所决定，其温度响应是线性的，具有较好的重复性，无迟滞现象和较高的温度响应灵敏度。     

测量水中乙醇的光纤传感器

研制了一种对水中乙醇灵敏的光纤传感器。用二氧化锡作敏感材料,所测范围为1%至50%的体积浓度。并解释其敏感机理。     

一种新型的光纤光栅高频加速度传感器

提出了一种新型的高频响应光纤光栅加速度传感器,并进行了理论分析和实验研究.传感器由钢管、质量块组成弹性系统.将光纤光栅粘贴于钢管内部来感知应变,利用双光纤光栅匹配滤波解调技术,直接输出光强度信号,取得了谐振频率3 232 Hz、线性测量范围0.1-4 g、线性灵敏度669 mV/g的较好结果.     

一种新型光纤电流传感器

一种新型光纤电流传感器王廷云孙圣和郑绳楦（哈尔滨工业大学哈尔滨１５０００１）（燕山大学秦皇岛０６６００４）０引言利用单模光纤，基于磁致伸缩效应，不仅能测量磁场，而且也能测量电流，由此建立的电流传感器与法拉第效应建立的电流传感器相比，它结构简单、灵敏...     

一种基于光纤光栅新型位移传感器的研究

介绍了一种应用光纤光栅传感器测量狭窄曲面空间位移的方法.随着外界应力的变化,光纤光栅传感器的中心发射波长将发生相应的移动.利用此特性,提出并实现了一种用光纤光栅作为敏感元件测量狭窄曲面空间位移的方法,解决了特殊场合狭窄曲面空间位移的测量存在许多难以解决的问题,并对实验结果进行数据分析.     

工程化光纤光栅应变传感器的制作及其应用

分析了适用于动态应变测量的光纤光栅传感器所应满足的条件，并进行了相关实验。在实验的基础上，设计并制作了一种适用于工程化的光纤光栅动态应变传感器。对等强度水泥梁以及实际工程中的卢浦大桥等场合，用该光纤光栅应变传感器与传统的电阻应变片传感器进行了对比验证。实验结果表明，光纤光栅应变传感器具有很高的精度。     

光纤传感器测量表面粗糙度的研究

本文根据光的反射原理及光导纤维传光的特性,探索一种标准参数全范围的测量方法。此种方法对被测件的大小及形状有较广泛的适应性,同时具有结构简单、使用方便等特点。     

基于传感器数据融合的倾斜角度测量方法研究

倾斜角度的测量精度直接决定了状态控制系统的工作效果。在单一传感器测量倾斜角度的研究基础上,探讨了传感器数据融合技术用于倾斜角度测量的方法。首先分析基于加速度计和陀螺仪测量倾斜角度的原理,并研究加速度计和陀螺仪测量结果的频率特性;然后根据加速度计和陀螺仪测量结果的频率特性选定互补滤波器作为数据融合的方法;最后选定量子粒子优化群(QPSO)算法作为互补滤波器的参数寻优方法,并对比量子粒子优化群算法和粒子群优化算法的参数寻优效果。实验结果表明,互补滤波器可以在广泛频域范围内准确测量倾斜角度值,并且量子粒子群优化算法相对于粒子群优化算法具有更好的参数寻优效果。     

马赫-曾德尔干涉集成化的全光纤磁场与温度传感器

为了简化光纤磁场与温度传感器的结构并提高传感器灵敏度,设计并制作了马赫-曾德尔干涉集成化的全光纤磁场与温度传感器。将单根光纤的马赫-曾德尔模间干涉结构和双臂马赫-曾德尔干涉结构结合:将总长度为1.2m的单模光纤部分制备成长度为2.7cm、锥腰直径为30.1μm的锥形微纳光纤,并得到了拉锥时间与锥腰直径的关系。将锥形微纳光纤放置尼龙槽内并包覆磁凝胶构成传感头,实现模间干涉的马赫-曾德尔磁场传感器;将磁场传感器通过两耦合比为50%∶50%的耦合器并联带有可调谐光衰减器的单模光纤形成马赫-曾德尔干涉的温度传感器。从理论上分析了光谱漂移对磁场和温度传感的特性关系,实验测得室温下磁场强度在25~50mT时,磁场传感的灵敏度为0.301 14nm/mT;在磁场强度为0,温度由25℃升高到30℃时,温度传感的灵敏度为0.518 86nm/℃。该传感器可广泛应用于电力系统放电检测、材料加工、安全监控等领域。     

反射式光纤位移传感器在测量牙齿咀嚼过程中的应用

反射式光纤位移传感器具有对测量环境的要求低、适用于各种常规方法无法满足的特殊场合、测量范围大和测量精度高等优点.本文简述了该传感器的工作原理,针对牙齿咀嚼过程测量和在口腔中工作的特殊要求设计了专门的光纤头和反射面,建立了一套测量该过程的装置,对该测量系统进行了校准,对牙齿咀嚼过程进行了实时测量,得到了一组人体牙齿咀嚼状况下的实时位移的测量结果,在牙医界第一次实现了牙齿咀嚼过程的动态实时测量.文中讨论了口腔这一特殊的测量环境和一些影响测量精度的因素,在实测中摸索了一些减小误差的方法,最后对测量误差作了分析.     

提高光纤传感测量精度的方法研究

采用激光干涉原理实现了微位移光纤传感测量.通过对光学系统和光电检测系统的研究,总结出提高光纤传感测量精度的方法,文中对微弱光信号的相位调制,数字解理过程,给出了低噪声设计的理论依据,电路参数的选取原则和预放级设计的一般方法.系统微位移测试精度约0.05nm.     

Surface roughness measurement based on fiber optic sensor

The multi-wavelength fiber sensor for measuring surface roughness and surface scattering characteristics were investigated. In this paper, specimens with different surface roughness were analyzed by using 650 nm, 1310 nm and 1550 nm laser as the light source, respectively. The working distance of 2 mm was chosen as the optimum measurement distance. The experimental results indicate that multi-wavelength fiber sensor can accurately measure surface roughness, and can effectively reduce the unsystematic error. The light scattering intensity ratio has a good linear relationship with the surface roughness. The minimum relative error of the surface roughness is 2.92%, the maximum relative error is 13.4%, and the average relative error is about 7.48%. The accuracy for measuring surface roughness by multi-wavelength fiber sensor is about twice as large as that by single-wavelength fiber sensor.     

半导体温度传感器在直升飞机测温上的应用

半导体温度传感器具有较高的精度和良好的线性输出。采用LM135型半导体温度传感器,与CPU、数码管接口,经A/D和V/F转换等信号处理,成功研制了某直升飞机数字大气温度显示器,取代了双金属片指针式温度计。试验结果表明LM135传感器在-55℃～70℃可以实现单点校准,在-60℃～-55℃出现非线性,可以通过程序进行单点补偿校准。     

Long-period fiber grating sensor induced by electric-arc discharge for dual-parameter measurement

A long-period fiber grating sensor induced by electric-arc discharge has been fabricated and demonstrated for the simultaneous measurement of temperature and strain. The proposed sensor was fabricated by inscribing a sing-mode fiber with periodic electric-arc discharge technology that was produced from a commercial fusion splicer. The resonance dips formed by the coupling between cladding modes and core mode have different sensitivity responses, so the simultaneous measurement for multiple parameters was realized by monitoring the wavelength shifts of the resonance dips. Because of the easy fabrication and low cost, the sensor is promising for applications for which simultaneous measurement of temperature and strain is required.     

Influence of lamination process on optical fiber sensors embedded in composite material

In the paper we present the results of our research on optical fiber sensors embedded into composite material samples. We investigate the influence of the lamination process, axial orientation of an optical fiber sensor and coating of a fiber on stress monitoring of a composite material. In the paper we present two approaches to the case of composite condition monitoring, using a polarimetric fiber optic sensor as well as fiber Bragg gratings. We also present experimental evidence that interaction between a composite material and fiber optic sensors is very significant and depends on many factors such as fiber optic axial orientation and the coating layer surrounding an optical fiber.     

Optimization of the frequency-modulated continuous wave technique for referencing and multiplexing intensity-based fiber optic sensors

In this paper, we demonstrate the interrogation of fiber optic intensity sensors by using the combination of the frequency-modulated continuous wave concept with the spectral selective reflectivity of fiber Bragg gratings. Thus, we multiplex these kinds of sensors with this technique having simultaneously a referenced system. The basis of this dual functionality is described and results are presented for the case of interrogation of two multiplexed intensity sensors. Their evaluation permits to establish the conditions to address a sensor network of this type. Also, it is proposed a strategy to implement this sensing approach without the requirement of using optical fiber delay lines in the sensor heads.