光纤传感技术在巫峡长江大桥中的应用

研究了光纤传感技术在钢管混凝土拱桥安全监测中的工程应用,包括系统构建及数据采集分析算法。以巫峡长江大桥的工程检测为基础,对光纤传感的检测结果进行了深入分析,该传感监测网络实现了对拱肋钢管混凝土界面脱空的产生、发展过程的长期监测,并确定了拱顶区域脱空开度为2～3mm,脱空范围为整个监测区域。检测结果得到超声波检测和钻孔检查验证,最后就光纤传感监测技术和常规检测手段的技术性能进行了对比。     

分布式光纤在混凝土结构裂缝监测中的应用

分布式光纤在结构健康监测的应用中,定量分析裂缝是难点。裂缝对光纤产生拉伸、弯曲和折角的影响,需要深入研究各因素影响程度。测试光纤角度的频移影响,并对比研究了轴向拉伸造成的频移影响。提出一种基于BOTDA分布式光纤传感的计算公式并将该公式运用于裂缝成像软件中。试验结果表明：在裂缝产生后,光纤角度的变化对试验结果产生较大影响,且考虑角度因素后,裂缝成像更接近真实情况。使用分布式光纤监测混凝土裂缝时,需要考虑角度问题。     

锥形光纤制作及其荧光收集特性实验研究

使用光致聚合法制备了锥形光纤,并对锥形光纤的荧光激发和收集特性进行了研究.通过实验比较了锥形光纤和普通光纤用作传感头对荧光材料的激发和收集的差别.实验结果表明,普通光纤传感头收集不到荧光,而锥形光纤收集到的荧光信号较强.该结果证实了锥形光纤的增强荧光特性,因此在进行基于荧光淬灭原理的爆炸物浓度检测实验时采用锥形光纤作为传感头可以有效提高探测灵敏度.     

分布式光纤传感器裂缝传感模型试验

基于光时域反射技术及瑞利散射，构建全自动控制的高精度力-光耦合试验系统，进行了分布式光纤传感器裂缝传感模型试验，研究了混凝土模型力-光本构关系，试验中组合传感光纤初始感知缝宽达0．1mm，光纤传感动态范围达5.3mm，定位精度达到0.2m，并根据试验数据拟合出半经验公式。     

基于光纤传感的地铁杂散电流监测方法

为了解决目前基于极化电位监测的杂散电流监测方法存在的问题,提出了一种采用光纤传感技术的杂散电流监测新方法.根据基于法拉第效应的光纤电流传感技术的基本理论,搭建了光纤电流传感实验系统,并用电流发生器模拟待测电流对该监测方法进行了实验研究.结果表明:测量结果受双折射和温度变化的影响较大,采用特殊结构的光纤电流传感头和基于恒定磁场的比较测量方案能在一定程度上解决这一问题.运用传统的测量方案,传感头为螺旋缠绕时系统的线性度为土4.65%;采用比较测量方案,传感头为四角形和8字形结构时系统的线性度分别为士2.77%和±2.97%.基于光纤传感技术的杂散电流监测方法在地铁杂散电流的监测中是可行的.     

光纤传感技术在边坡稳定监测中的应用

边坡不稳定造成的山体滑坡一直是自然界较大的灾害,边坡稳定的监测就显得十分重要.光纤传感技术(BOTDR、BOTDA、OTDR、FBG、复合光纤装置法)在边坡稳定监测中具有很多传统方法无法比拟的优点.光纤传感技术将成为滑坡监测的一个发展方向.但该技术目前还存在一些缺陷,有待进一步研究.     

基于新型拼接光子晶体光纤的SPR葡萄糖浓度传感器

本文提出了一种基于表面等离子体共振(SPR)技术的光纤传感器并应用于葡萄糖浓度检测。采用光纤熔接机拼接多模光纤-光子晶体光纤-光子晶体光纤-多模光纤(MPPM)的结构,然后利用磁控溅射在其表面沉积金膜。对传感区的金膜进行巯基乙胺修饰,采用戊二醛固定葡萄糖氧化酶(GOD),使传感器具备了葡萄糖特异性识别功能,并实现了低浓度葡萄糖传感,在0-0.8 mg/mL的浓度范围内表现出良好的线性关系,并且获得了29.61 nm/(mg/mL)葡萄糖灵敏度,拟合系数达到了~0.954。得益于其易制备、良好的生物相容性以及优异的传感性能,该光纤SPR传感器有望成为生物医学领域中具有发展潜力的传感器之一。     

光纤传感技术在结构健康监测系统的应用

光纤传感技术,是近几年才发展成熟的一项尖端技术,应用非常广泛,故而着重介绍光纤传感技术在结构健康监测系统中的应用.     

结构裂缝的分布式光纤监测方法及试验研究

结构裂缝监测是评估结构安全性的重要依据之一,分布式光纤裂缝监测技术可有效避免点式检测空间不连续造成的漏检现象,且易于实现自动化监测。该文提出了布里渊光频域分析计（BOTDA）结合斜交光纤组的裂缝监测方法,通过几何分析得到了光纤应变和裂缝宽度及开展方向的理论模型,并采用标定试验建立了由光纤测试应变反算裂缝宽度及开展方向的数值方程。同时开展了光纤裂缝传感器标距和预拉力大小对测量精度影响的试验研究,并标定了300mm标距的光纤裂缝传感器实测应变和裂缝宽度及夹角的定量关系。最后通过裂缝模拟试验对裂缝开展进行了跟踪监测,结果表明斜交光纤组能有效得到光纤与裂缝之间夹角值并实时监测裂缝宽度变化。     

分布式光纤传感网络在边坡变形监测中的应用

介绍了测量边坡变形的新方法——分布式光纤传感监测技术,具体叙述了线型分布式光纤传感器、螺旋型分布式光纤传感器和BOTDR光纤传感网络的传感机理及埋设工艺,利用这3种方法对边坡变形进行监测,可以及时掌握边坡的安全稳定状态信息。     

干涉型分布式光纤振动传感周界安防监测系统研究

针对长距离、大范围周界安防的需求,设计了复合干涉型分布式光纤振动传感周界安防系统。研究了光纤干涉方式实现振动传感的机理,为克服传统干涉结构两路传感光纤需等长且相互隔离的问题,提出采用Sagnac与Mach-Zehnder复合光路结构,通过测量干涉光强的变化还原调制光信号中的振动信号,实现对入侵行为的感知。实验结果证明,本系统的频率响应范围在100 Hz~20 kHz,可良好还原外界振动信号,在20 km的测试距离内,可灵敏感知外界扰动。     

应用于油田开发的光纤传感技术

光纤光栅传感器已在国外的油田开发中得到应用,分布式光纤传感技术尚未成熟,应用于油田开发尚需时日。本文介绍了光纤光栅传感器和各种分布式光纤传感器的原理,重点介绍了基于布里渊光时域反射的分布式光纤传感器。通过和光纤光栅传感器作对比,分析了基于布里渊光时域反射的分布式光纤传感器应用于油井参数监测的优势。     

基于微波光子滤波器的传感系统综述

介绍了微波光子(microwave photonics, MWP)滤波器应用于光传感的基本原理。对一些重点的实验结构,从光源、干涉仪的组成、检测方法等几个方面进行了介绍和对比,并根据MWP滤波器干涉仪结构的不同分别简述了有限脉冲响应型和无限脉冲响应型MWP滤波器应用于光传感领域的研究进展及发展趋势。     

光纤布喇格光栅的研究与应用

概述了在掺杂石英玻璃光纤中写入布喇格光栅的原理与方法,介绍了光致光栅的机理及增强光纤光敏性的措施,简要说明了光纤光栅在光纤通信和光纤传感中的应用。     

分布式光纤测温技术性能分析

光纤传感器可构成传感网络,实现分布式测量,广泛应用于大型建筑物的结构健康监测等方面,因此分布式光纤传感技术成为近年来光纤传感领域的研究热点.文章通过分布式光纤测温系统的工作原理、特点及性能等方面,从基于光纤后向散射的光时域及频域反射技术的分布式光纤测温和基于光复用技术的光纤光栅分布式测温的分布式光纤测温技术两个研究方向进行了综述;同时阐述分析了两个方向在建筑节能测温中的应用情况,并提出了展望.     

新型磁力耦合式光纤液位计

本文介绍一种新型磁力耦合式光纤液位计的工作原理、结构设计、性能特点、以及在大直径压力容器内液位测量的应用。     

基于平面膜片温度压强同时测量的光纤光栅传感器

提出一种基于膜片的双光纤Bragg光栅实现温度与压强同时区分测量的光纤光栅传感器．分别将光纤Bragg光栅沿膜片的径向和环向粘贴在膜片上,当温度发生变化或者膜片受到压力作用时,都会引起光纤Bragg光栅蜂值波长偏移．由于温度的变化所引起的两栅波长偏移量是相等的,此时两光纤Bmgg光栅波长偏移量之差完全取决于膜片所受的压强,据此可以实现温度与压强的同时区分测量．该传感器线性度很好,可以用来同时区分测量温度在40～110℃,压强在0～6MPa环境中的温度和压强,其温度测量误差不大于1℃,压强测量误差不大于0．2MPa．     

用于应力传感的双芯光纤马赫-曾德尔干涉仪

将一根单模双芯光纤(TCF)熔接在两根单模光纤(SMF)间,实验制得双芯光纤马赫-曾德尔干涉仪(MZI)型梳状滤波器。用干涉原理分析了器件的传输谱相邻峰值的波长间隔与波长、TCF长度和两纤芯间有效折射率差的关系。结果表明,在滤波器梳状传输谱中的某中心波长处,相邻峰值的波长间隔与该中心波长的平方成正比,与TCF长度和两纤芯间有效折射率差的乘积成反比。实验检测了所制器件的应力特性,结果表明在轴向微应力的作用下,器件的传输谱向短波长方向移动,且微应力敏感度为-0.64 pm/με。