基于分布式光纤传感的隔热层脱粘识别研究

基于分布式光纤传感技术提出了应用高密度应变信息识别胶接结构中的脱粘缺陷,且以隔热泡沫胶接铝合金结构作为研究对象,开展了脱粘缺陷识别方法的研究。该文利用布设在金属悬臂梁结构的光纤传感器网络及考虑光纤和隔热泡沫相对位置、应变水平及隔热泡沫脱粘面积等影响因素,对脱粘缺陷的识别效果进行了研究;利用隔热泡沫胶接铝合金悬臂板弯曲试验对结论进行了验证。研究结果表明,埋设于胶接层的分布式光纤传感器对脱粘缺陷较敏感,脱粘前后所采集的高密度应变信息有明显的差异,且应变差值曲线在脱粘部位边界存在明显的振荡现象。因此,利用埋设于胶接结构胶接层的分布式光纤传感器网络能够有效识别布设路径上的脱粘缺陷。     

分布式光纤应力、应变传感技术

文章较详细地介绍了分布式光纤应力、应变传感器的各种结构和检测方法,分析讨论了它们的特点和性能。     

基于分布式光纤的蜂窝夹层结构脱粘损伤监测

航空航天蜂窝夹层结构服役环境恶劣,需要发展相应的结构健康监测技术以保证结构的安全运行。脱粘损伤因发生在内部胶层而难以监测,该文采用埋入胶层的分布式光纤传感器对蜂窝夹层结构脱粘损伤进行监测。在预埋损伤监测试验中采用高强光纤和边界浅槽的方式提高传感器存活效率,得到脱粘损伤应变特征。采用参数化建模方式对不同损伤位置进行大量有限元模拟,加入白噪声后得到含有脱粘损伤特征的13 500组数据。将模拟数据代入卷积神经网络进行训练,训练后的网络对试验损伤数据的识别准确率达到98.84%。该方法能够识别20 mm2 脱粘损伤,同时定位平均误差小于4 mm。     

常用分布式光纤传感器性能比较

分布式光纤传感器在温度、结构健康检测及通信光缆故障诊断方面发挥着越来越大的作用.分布式光纤传感器种类有很多种,不同种类其测量原理和测试精度、范围等参数也不同.文章对九种常用的分布式光纤传感器作了介绍,并给出了一些商品化仪器的参数,最后将它们的优缺点进行了比较.     

分布式光纤振动传感技术研究

分布式光纤振动传感技术具有精度高、动态范围大、响应频带宽、隐蔽性好等优于传统振动传感器的鲜明特点,可用于大坝、桥梁、地矿监测、车辆及机械运行监测、火灾报警、管道泄漏报警及重要区域安防报警等领域,应用前景广阔。本文主要介绍了分布式光纤振动传感器相关技术及种类,并对分布式振动传感技术的发展方向和应用领域进行展望。     

分布式光纤振动传感信号识别的研究

为了能够更好地识别入侵振动信号,通过研究分布式光纤振动传感器及振动信号的识别技术,根据振动信号的特点,借鉴语音信号的处理方法,对比原有基于快速傅里叶变换频谱分析算法,引入了基于Mel频率倒谱系数的识别算法。新算法从频域的角度对振动信号进行分析,提取不同环境状态下的Mel频率倒谱系数,并将其作为新的特征参量。通过实验对比分析两种算法,两者的误报率分别为27.5%和7.5%。结果表明,基于Mel频率倒谱系数的算法相比基于快速傅里叶变换的频谱分析算法,在误报率上可以降低20%甚至更多,在不漏报的前提下,显然误报率更低的基于Mel频率倒谱系数的算法更加适用于安防体系。     

光纤智能结构的传感研究

把智能材料（如光纤）植入工程结构形成智能结构,使工程结构具有感知和处理信息,并执行处理结果,对环境的刺激作出自适应响应,智能结构的提出使工程学科产生革命性的变化,具有重大的科学意义与广阔的应用前景。本介绍了光纤智能结构的发展历史、研究现状、和光纤传感技术。     

基于光纤传感的系统损伤识别的实验研究

由于光纤光栅传感器在工程应用中具有一系列的优点,所以通过研究光纤光栅传感测得的系统参数来分析系统有无损伤具有十分重要的意义。本文以铝梁结构为研究对象,基于光纤传感的系统参数的识别,搭建铝梁结构的光纤传感测量系统,通过测量铝梁结构系统的模态参数并对参数进行分析,来判断铝梁结构是否发生损伤;在此基础上,通过分析光纤光栅传感器测量所得的大量数据,对铝梁结构系统的损伤进行定位。实验研究结果表明该方法可以较好地监测结构系统的损伤并对损伤进行定位,很大程度上减少结构系统的安全隐患,在现代工程应用上有重要的意义。     

分布式光纤裂缝传感器特性研究

通过结构裂缝模拟实验和分析,得到了光纤损耗与裂缝宽度之间可靠、实用的半经验理论计算模型。该模型可以使系统对裂缝宽度的理论计算与实验测量误差小于0.02mm,在重点监测区误差少于0.01mm;在大角度情况下(θ≥45°),存在对实际工程应用非常有利的光损耗饱和效应。提出了两光源组合测量系统,能单处确定裂缝的宽度及走向。讨论了光纤网络的布置方案,在可能的开裂破坏区,将光纤埋设成与主体裂缝斜向相交约60°角,可直接布置成立体网络。     

分布式光纤裂缝传感器

研究了一种利用光时域反射计(OTDR)技术的分布式光纤裂缝传感器，测量了裂缝宽度与损耗之间的关系。它可同时测量出裂缝的位置和裂缝的宽度，可测量裂缝的范围在0．2～2mm之间，能够满足一般混凝土结构的裂缝实时检测的需要。     

基于布里渊效应的连续分布式光纤传感技术

基于布里渊效应的光纤传感(BEOFS)技术具有长距离、高精度、连续分布式、多参量传感的独特优点,在介绍BEOFS技术的原理、发展现状以及重要应用领域的基础上,对实现长距离、高精度、快速分布式布里渊光纤传感的关键技术进行研究和探讨,给出了提高系统传感速度的方案.     

基于光纤微弯的分布式光纤应力传感器

研究了光纤的微弯损耗机理,在此基础上开发了一种用光时域反射仪(OTDR)进行探测的分布式光纤应力传感器。对光纤微弯调制机构和传感器系统进行了设计与实验,分析了系统的灵敏度和空间分辨率的影响因素,实现了空间分辨率为3m,测量范围为1km的测量精度。现场实验表明,采用该传感器能对山体滑坡等事故的发生实现及时准确的灾害预报。     

全分布式光纤应力传感器的研究新进展

全面综述了全分布式光纤应力传感器的发展概况.对光后向散射技术、光学非线性效应、模式耦合技术和光干涉技术的主要研究方案进行了评述,重点介绍和分析了实现高空间分辨率和动态应力测量的新技术.最后展望并讨论了全分布式应力传感器的发展趋势和应用前景.     

基于光纤传感原理的泄露检测研究

利用一条高双折射单模光纤和一根普通单模光纤构成分布式光纤传感器,通过检测管道沿途发生的泄漏信息,用在时频域中具有表征信号局部特征能力的小波分析方法,确定光纤两端两个测试信号的时延,可以实时地监测管道沿途发生的泄漏情况.     

基于全同弱反射光栅光纤的分布式传感研究

利用弱反射光栅低反射率的特性,提出了基于全同弱布拉格反射光栅的分布式光纤传感方案。采用光波长时域反射解调技术,进行定位和解调,实现高密集度的准分布式传感。从理论上分析了光纤光栅反射率、光栅单元间隔以及传输损耗等对传感系统复用容量的影响。结果表明,这种方法可以有效提高光栅传感系统的复用容量,并降低信号解调成本。实验验证了该方案的可行性,系统复用了4个反射率为6%的光纤布拉格光栅(FBG),实现了单点、多点测量,温度测量的分辨力达到0.12℃。     

光纤拼接结构型应变不敏感温度传感器

设计并制作了一种基于七芯光纤的应变不敏感温度传感器.该传感器将一段七芯光纤与两段单模光纤进行熔接,通过优化熔接参数在熔接点处形成两个分别充当光路分束器和耦合器的凸锥结构,构成了马赫-曾德尔干涉仪(MZI).实验研究了该传感器对温度和应变的响应特性.结果表明,传感器的光谱对应变不敏感,但传感器对温度具有良好的线性响应特性...     

布里渊散射分布式光纤传感器

介绍了基于布里渊分布式光纤传感器的进展和发展趋势,以及应用后向布里渊散射测量光纤温度／应变的基本原理。介绍了基于光时域反射仪发展起来的BOTDR（布里渊光时域反射）、BOTDA（布里渊光时域分析）及BOFDA（布里渊光频域分析）分布式光纤传感器的原理及各种实施方案,并指出还存在的问题。