光纤布拉格光栅传感分析仪

提出了一种基于FPGA与DSP平台的光纤布拉格光栅传感分析仪,将外界参量的变化转化为光纤布拉格光栅波长的偏移,通过数据采集、过滤杂波、信号波峰检测、高斯曲线拟合以及加权波长计算等关键步骤来实现波长解调技术,进而完成温度、应变、压力或位移等对象的在线测量,并且可以实现光纤线路故障分析与定位的功能.实验结果表明:该系统功耗低、线性度好、波长解调精度与分辨率较高.经过长期测试,系统软硬件运行稳定可靠.     

基于布拉格光纤光栅的微位移传感器的研究

微位移测量是目前热点研究领域,光纤布拉格光栅作为良好的传感元件,已被用于微位移测量领域。本文首先对布拉格光纤光栅传感的基本原理进行了分析,在此基础上设计制作了一种光纤光栅位移传感器。采用布拉格光纤光栅作为传感元件,利用自解调法进行波长解调,然后设计一整套传感系统,对微位移量进行了传感测量。利用激光干涉仪和PI微动平台对系统性能进行测试,实验结果显示传感系统分辨率达到50nm,系统回零重复性的误差26nm,系统的灵敏度为21mV/μm,最大非线性引用误差为2.45%。     

金属直接连接的布拉格光纤光栅应变测量方法

为了简化应变传递环节,提高应变传递的长期稳定性,提出了一种将布拉格光纤光栅(fiber Bragg grating,FBG)器件与被测物利用金属化连接技术直接连接的应变测量方法.提出了金属化直接连接FBG应变测量结构,分析了金属化连接技术的基本原理与技术流程.根据弹性力学控制方程,建立了金属化连接材料优选的应力传递模型,仿真分析了不同金属连接材料对应变传感性能的影响,证明了金属化直接连接方法的理论优越性.利用金属铅作为金属连接材料将FBG固定在一根φ7 mm的钢丝上,进行了应变传感性能评价试验,试验结果表明FBG输出中心波长与拉力之间存在较好的线性与重复性关系,线性度达到0.999以上,应变传递系数可维持在0.98,该试验结果与理论分析结果0.982 8较为接近,证明了理论模型与连接技术手段的正确性与可行性,表明金属化连接的FBG应变测量方法具有优越的应变测量能力.     

光纤布拉格光栅传感器与基于应变模态理论的结构损伤识别

介绍了光纤布拉格光栅传感器和应变模态理论的基本原理，综述了应变模态理论用于结构损伤识别的研究现状，由于基于应变模态理论的结构损伤识别受到传统应变检测手段的制约，因此，寻求一种高精度应变检测手段已成为应变模态理论用于现场结构损伤识别的前提，根据光纤光栅所具有的高工绝对测量、准分布工数字测量、抗电磁干扰、构造简单、使用方便等诸多优点，提出用具有高精度的光纤光栅应变检测技术代替传统的应变片测量技术，并分析了其可行性。     

光纤布拉格光栅压力增敏机构

本文基于光纤布拉格光栅压力传感模型,系统地阐述继M.G.Xu等人的空心玻璃球FBG增敏机构之后的几种光纤布拉格光栅压力传感增敏装置的结构和原理,并对其优缺点、性能指标等加以比较。     

基于光纤布拉格光栅的化学传感器

除掉光纤布拉格光栅的包层,可以使它的布拉格波长对外界环境的折射率变化敏感。采用氢氟酸腐蚀掉光纤布拉格光栅的包层,获得了直径约为6 μm的布拉格光栅。实验研究了布拉格波长对化学溶液的浓度敏感性特征,结果表明:采用10 pm分辨率的光谱仪,丙二醇溶液在低浓度时的浓度分辨率为0.7%,在高浓度时的分辨率为0.32%;糖溶液在低浓度时的分辨率为0.55%,高浓度时为0.1%。采用商用的分辨率为1 pm的高精度波长解调系统,它们的分辨率可以提高一个数量级。     

光纤布拉格光栅压力传感器的高压实验研究

对光纤布拉格光栅的压力传感特性进行了理论分析,并在自行设计的膜片上在压力范围0～30MPa进行了加压和减压的高压实验。实验结果表明:光纤布拉格光栅的压力灵敏度较高,其值为5×10-11m/MPa,其中心波长与压力变化有着良好的线性关系和重复性,且没有迟滞现象,它们的相关系数都超过0 9999。因此,光纤布拉格光栅适合于高压情况下的压力测量。     

光纤布拉格光栅钢筋腐蚀传感器

基于钢筋混凝土中钢筋锈胀和光纤布拉格光栅(fiber Bragg grating,简称FBG)应变、温度测量原理,设计了一种灵敏度较高的FBG钢筋腐蚀传感器。传感器主要由两个FBG(FBG-1,FBG-2)和带有轴向通孔、轴向通槽、环形槽及盲孔的钢筋件组成,FBG-1用于监测钢筋件的锈胀应变,FBG-2用作温度补偿器。为了提高传感器的成活率,在FBG-1外紧密包裹一层滤纸,并用水泥砂浆封装。此外,推导了钢筋件的腐蚀率计算公式,根据光纤解调仪采集的波长变化值可以计算得到钢筋件的腐蚀率。依据法拉第电解定律设计了电化学加速腐蚀实验,探究传感器的工作性能。实验结果表明,该传感器能够监测到0.7%以内的质量腐蚀率,灵敏度较高,且测量范围大于5%。该传感器能够有效监测混凝土中钢筋的早期腐蚀过程,准确估算保护层开裂时间,具有实际工程应用价值。     

光纤布拉格光栅数据采集系统研究

为了能使光学传感器在部队得到广泛的应用,以提高武器系统的打击精准度,通过研究光纤光栅传感器,并且针对光纤布拉格光栅解调系统中数据采集速度高的问题,提出了一种利用高性能微控制器ARM（advanced RISC machine）和复杂可编程逻辑器件（CPLD）来设计采集电路的方案,并给出了主要环节电路的软硬件设计。这一设计能很好满足解调系统要求。     

涂覆层对光纤布拉格光栅应变传递的影响机理分析

利用光纤布拉格光栅(FBG)测量结构物表面的应变时,FBG的涂覆层会对其应变传递产生影响,从而造成测量结果与真实应变之间有较大的差异。针对此问题,建立了应变传递模型对有涂覆层和无涂覆层两种FBG应变传递率进行了理论分析,得出了两者的平均应变传递率随粘贴长度的增大而增大。为了验证理论模型的适用性,进行了等强度梁实验,实验结果表明在相同的粘贴长度下有涂覆层FBG的平均应变传递率较低,且其最大平均应变传递率仅能达到92%,而无涂覆层FBG在粘贴长度达到6 cm时,应变传递率已经可以达到99%,可以满足绝大多数的应变测量需求。所建立的应变传递数学模型与实际的试验验证结果相符,深刻揭示了涂覆层对FBG应变传递率的影响规律,为FBG应变测量的工程应用提供了重要的参考。     

基于LabVIEW的光纤光栅传感解调系统的研究

本设计基于LabVIEW可视化界面技术和光纤Bragg光栅波长解调的原理,对微型光谱解调分析模块的数据采集系统进行深入研究。并介绍在LabVIEW平台下进行串行通信采集FBG传感温度信号和数据处理的技术,形成基于LabVIEW友好界面、功能完备的光纤光栅解调系统,取得较好的试验效果。同时解决普通光谱解调设备成本高、体积庞大和只简单显示波长的难题。     

基于LabVIEW的异步电动机状态监测

介绍了一种基于虚拟仪器技术的异步电动机状态监测方法。借助于LabVIEW的强大软件功能,可以弥补硬件不足,从而提高了监测效果。仿真试验结果证明该方法在实际应用中是可行的。     

基于LabVIEW的室内环境监测系统设计

针对温度、湿度、光强等影响室内环境舒适度的主要因素,设计了室内环境监测系统,本设计主要是以AT89S51为核心,控制信号的数据采集,并实现与计算机串行通信功能,利用L abV IEW软件,实现了系统数据通信和后台数据处理功能模块,可以方便地对环境数据进行实时显示、报警、存储和打印等功能。系统既可以实现对室内环境舒适度的实时监测,又可以为室内舒适度控制提供依据。该系统具有监测方便、实时数据采集传输、费用低廉等特点。     

基于LabVIEW的综合录井多参数曲线监测系统设计

多参数曲线监测系统是综合录井采集系统的一个子系统。本系统利用LabVIEW完成多钻井工程参数曲线实时监测系统设计代替传统曲线监测系统,具有工程参数采集、实时参数显示、实时存储、数据处理及回放、打印等功能。具有使用灵活、可移植性好与性价比高等优点。     

基于关联维的状态识别技术在LabVIEW环境中的实现

关联维作为分形理论的实用工具在状态识别中得到广泛应用;虚拟仪器是目前主流的工程测试技术。介绍了在LabVIEW虚拟仪器开发环境中计算关联维数的编程方法;提出了一种消除计算中冗余工作量的简化算法;提供了关联维数计算中各个参数的选取方法,并结合实例进行了验证。     

光纤Bragg光栅靶式流量传感器设计

基于工业流体流量测量技术、光纤布拉格光栅(fiber Bragg grating,FBG)传感检测技术与靶式流量计原理,针对单个光纤Bragg光栅传感系统对温度交叉敏感的问题,设计并且制作了一种基于双光纤Bragg光栅流量传感器。该传感器采用靶盘结构作为光纤Bragg光栅流量传感器的受力元件,对温度起到了补偿作用,并且有效地提高了应变测量灵敏度。实验表明,该流量传感器的线性误差为0.31%。     

基于转动支承梁式的光纤光栅低频加速度传感器

为了实现低频振动的高灵敏度测量,设计了一种基于转动支撑梁的新型光纤布拉格光栅加速度计.通过分析其振动模型和MATLAB数值计算,优化了传感器的结构参数,设计传感器理论灵敏度为1 725 pm/g,固有频率为68.4 Hz.同时通过COMSOL模拟分析传感器的动态特性,其模拟结果与理论分析吻合.频响特性和幅值特性实验结果...     

Power online monitoring system based on LabVIEW

In orther to solve the problem of the much production points and the large workload of control system needs to be connected in Handan Iron and steel plant, and the production process was complex, and the branch of workshop were not fully coordinated, the LabVIEW was taken as a platform to design a set of power plant on-line monitoring system, its functions included data acquisition, data storage and analysis, trend analysis, fault diagnosis and other functions. First the server of the system was designed, it was included three modules of data acquisition, data storage, data released, and then designed the client of the system, included the system setting module, signal display module, signal monitoring and analysis module. Under guarantee the efficiency of fault detection, the storage space was greatly reduced. The results show that the monitoring system was convenient early warning before malfunction immediately, and after failed, it was convenient for the engineering technical personnel to call history data, judged fault reason and analysis. [ABSTRACT FROM AUTHOR]     

基于LabVIEW的无功功率监控系统设计

针对现有的无功功率监控系统开发周期长,设备较复杂,成本较高的特点,本文设计了基于LabVIEW软件实现的无功功率监控系统,利用虚拟仪器实现快速原型开发,与STM32嵌入式系统和CAN总线通信技术结合起来,添加一个RS232/CAN转换器对CAN系统扩展,有效地实现CAN总线通信的上位机应用系统的快速、高效的开发。     

基于FBG应变传感器的隧道安全实时监测算法研究

讨论了埋入式光纤Bragg光栅应变传感器在某隧道施工期间的实际安全监测原理、布局和数据采集,在此基础上对同一截面上所采集的同步多维应变数据流进行了数据分析,给出了一种基于双重滑动窗口模型技术的异常数据实时诊断算法,该方法通过第1个滑动窗口将当前光纤Bragg光栅传感器应力数据与历史数据合并形成当前观测窗口数据,对每个观测窗口内的数据进行主成分分析,并提取其对应的特征向量,得到当前时刻的动态特征;接着采用第2个滑动窗口技术,将得到的当前时刻第一主成分特征向量与历史动态特征合并成为动态特征矩阵并展开相关性分析,最后通过计算相关系数的方差变化来判断数据的稳定性。现场的实际观测结果和对比实验结果证明该方法达到了更好的实时监测效果,同时该方法也为光纤Bragg光栅应变传感器在工程安全实时监测中的应用提供了有力支持。