光纤光栅传感器在FPSO单点系泊监测系统中的应用

本文介绍了光纤光栅传感器的原理,概述了光纤光栅应力监测系统的组成。并结合海洋工程实例,说明了应力传感器的配置和布置方式。最后分析了光纤光栅传感器及其解调仪的性能指标,提出了光纤光栅传感器及其解调仪的选用原则,为海洋结构物的健康监测提供技术支持,从而进一步保障海洋工程的安全生产。     

基于光纤光栅的机械设备温度监测系统研究

设计了一种基于光纤光栅的机械设备温度监测系统,并进行了测试,结果表明,该系统具有较高的实用性。     

光纤光栅传感器在吊索健康监测中的应用

桥梁结构健康监测已成为应用光纤光栅传感网络最活跃的领域之一.为实现对桥梁缆索的安全评级和健康自动诊断,研制并布设光纤光栅索力传感器和温湿度传感器,对桥梁缆索的结构应力和温湿度等多参数实时监测.随机抽取光纤光栅传感器的标定数据及钢丝疲劳测试值进行分析.实验表明,传感器输出波长与结构应力和温湿度变化呈高度线性,且具有重复性...     

基于光纤光栅传感器的变电站沉降远程监测系统

该文设计了一种用于测量沉降量的光纤光栅传感器,并在此基础上进一步设计了一种变电站沉降远程监测系统,可实现变电站沉降的现场或远程终端实时显示。监测系统设计加工完成后进行了室内外试验,试验结果显示系统的最小分辨率为0.1 mm,最大测量误差不超过3%,满足现场的使用需求。     

光纤光栅测温技术在电气设备中的应用研究

针对电气设备热故障引起绝缘能力下降并导致击穿,光纤光栅传感器由于耐高温、抗干扰性强、防水、远距离光纤传输等特性得到广泛应用,介绍了其在电力、铁路、桥隧、发电等领域中的一些典型监测方案,基于某牵引变电所的现场试验数据知:传感器测温分辨率0.1℃,误差在±2℃之内,报警灵敏度高,说明该技术具有很高的可靠性和稳定性,对于高压设备关键部位的绝缘监测具有很强的实用性。     

基于光纤光栅的顶板离层监测系统

根据光纤光栅传感原理研制了一种新型的项板离层监测系统,基于光波导理论和材料力学原理推导了光纤光栅波长与位移之间的响应关系.试验结果表明:该系统的位移响应灵敏度为0.012 8 nm/mm.光纤光栅离层在线监测系统能够实时准确地显示、存储巷道顶板离层状况,具有实现预警和报警功能.为巷道支护质量的长期在线监测提供了一种有效的手段,应用前景广阔.     

基于光纤光栅技术的大型钢结构安装监测系统

介绍了大型钢结构应力温度监测系统的组成结构,详细研究分析了光纤光栅传感技术在钢结构监测中的应用原理及方法,设计开发了一套基于多线程模式的上位机软件.该系统克服了传统传感技术的诸多缺陷,具有精度高、抗干扰性强、实时性好、应用方便等优点,并已成功应用于北京五棵松体育馆屋顶钢结构安装过程监测,达到了预定目标.     

基于光纤光栅应变传感系统的在役港口起重机结构健康监测

港口起重机工作环境恶劣、使用频繁,且服役周期长,其金属结构随着服役时间的增长必然会出现不同程度的损伤。为了掌握在役港口起重机运行时的健康状态,研究了基于光纤光栅应变传感系统的在役港口起重机健康监测。采用具有温度补偿功能的反射式光纤光栅传感系统对港口起重机几种典型工况(变幅、旋转、吊重和卸载完整过程等)进行了实时在线监测。现场实测结果验证了该方法的可行性并突出了港口起重机结构状态检测的必要性,现场实测结果也为港口起重机的在线安全诊断和预测提供了数据支撑。     

新型光纤光栅温度传感系统在电力测温中的应用

介绍一种光纤光栅温度在线监测系统。系统采用新型光纤光栅温度传感器,具有防爆、防燃、抗腐蚀、抗电磁干扰、耐高压及在有害环境中使用安全等特点,可以实现实时、快速、大容量、准分布式测温并定位。不但可以用在电力高压开关柜温度检测中,还可以应用于电力电缆接头,油库油罐等其它需要检测温度的领域。     

光纤Bragg光栅应变传感器在桥梁结构监测中的应用

为了更准确了解桥梁结构变化情况,提出了一种新的检测方法。采用串联式组网方法,用光纤Bragg光栅(FBG)表面式应变传感器,对大桥左线衬砌裂缝及其长期变形进行监测。对裂缝存在区域的20个监测断面进行近一年的监测结果表明,对温度(测量记录最大温差6.4℃)进行补偿后,光纤Bragg光栅应变传感器的应变在正常范围内,表明在监测期桥梁结构稳定无异常变化。     

基于CLPG的FBG监测系统及其应用

为了实现可变体机翼的结构健康监测,提出了一种基于级联长周期光栅(cascaded long-period fiber grating,CLPG)的光纤Bragg光栅(fiber Bragg grating,FBG)监测系统.该监测系统以FBG为传感元件,以CLPG为边沿滤波器件,经CLPG调制后FBG反射光功率会发生变化,通过对FBG谐振波长处光功率的探测,从而实现FBG传感信号的监测.监测系统具有结构简单、成本低、解调速度快等优点.利用该监测系统对某型可变体机翼进行结构健康监测,结果表明该监测系统的应变分辨率为2με,实验结果与有限元分析结果相符,最小误差仅为3.27％,表明该监测系统能够用于可变体机翼的结构健康监测.     

光纤Bragg光栅测力环在系杆拱桥中的应用

针对系杆拱桥索力长期监测的特点，研制了光纤Bragg光栅锚索测力环。光纤光栅测力环具有测试精度高、测试简单方便、长期可靠性好和抗干扰能力强等突出优点。介绍了光纤光栅测力传感器的结构特点和研究过程，及其在系杆拱桥换索施工中的成功应用。应用结果表明，光纤光栅测力传感器可有效监测钢管混凝土系杆的受力状况。     

FBG微应变测量系统的相位解调技术研究

针对布拉格光纤光栅(FBG)微应变测量系统,在对FBG传感原理的分析基础上,结合M-Z干涉的相位生成载波(PGC)解调法,提出了测量系统的总体设计方案。基于本设计方案,进行了详细的光路设计、电路设计和软件设计,并针对PGC算法进行了仿真;搭建了测量系统实物,对光路重要参数进行了标定。仿真结果显示调制度C取5.3rad时信号具有较大幅值,且对于大于100Hz的传感信号具有较好解调效果。     

FBG 传感技术在飞机机翼动态形变监测中的应用

机翼是飞机的关键部件之一,在飞行过程中对机翼形变进行在线监测,有助于提升飞机的安全性能及任务执行能力。为此,本文提出一种基于光纤布拉格光栅传感技术的机翼动态形变测量系统;理论分析了 FBG 波长变化量与机翼表面曲率变化的关系,利用 FBG 温度传感器实现应变补偿,利用三次样条插值实现离散曲率的连续化,采用基于连续曲率的形变重构算法实现机翼形变测量;在 CA42 飞机的 4 个翼面上布置了 36 个 FBG 应变传感器,4 个 FBG 温度传感器,通过地面静力试验得到了机翼的形变测量误差为 2. 5% ;最后,针对机翼动态形变测量系统开展了飞行试验,试验过程完整地记录下了机翼表面的应变、温度及形变信息。 试验结果表明,由机翼形变产生的翼梢位移量正比于机翼法向过载,系数分别为 86. 33 mm/ g(左机翼)及80. 04 mm/ g(右机翼),翼梢最大位移量 250 mm,发生在法向过载为 2. 25 g 的时刻。 此外,飞机机动半径越小,机翼形变量越大。 机翼动态形变测量系统体现了良好的工程适应性。     

基于光纤光栅的小量程称重传感器设计

设计了一种小量程光纤布拉格光栅称重传感器,采用双孔单槽式悬臂梁型弹性体结构,并利用有限元软件ANSYS对弹性体结构进行优化设计,以满足小量程设计要求。采用四片光纤光栅布片方式,提高了传感器的灵敏度,并利用正应变和负应变的光纤光栅信号进行叠加,以补偿温度的影响。对传感器进行加载卸载实验,并对所设计的传感器进行了整体性能分析,实验结果表明,传感器的称重范围为0-4kg,线性度误差小于0.9%,温度补偿达到了一定效果,性能稳定,证明了设计方法的可行性。     

光纤光栅传感技术在分岔隧道模型中的实验研究

基于光纤光栅测量应变的诸多优势,将自制的光纤光栅传感器模块埋到分岔隧道三维地质力学模型中,在隧道开挖过程中,测量各埋入点的应变,将其与埋入相应点的应变片的测量结果以及数值分析结果进行了比较.结果表明,光纤光栅、应变片测得的结果与数值分析所得的结果趋势基本一致,但光纤光栅实测数据相比应变片测得数据更接近于仿真数据,并且可靠性高,在大型工程的长期监测中有较好的应用前景.     

光纤光栅内锥式流量计的研究

光纤光栅传感技术具有光纤传感技术的所有优点,内锥式流量传感器具有量程比大,压损较小,耐高温高压,要求前后直管段长度小的特点。将光纤光栅和内锥流量传感器结合组成了新型的光纤光栅内锥式流量计,介绍了光纤光栅和内锥式流量传感器的工作原理,光纤光栅内锥式流量计的组成。实验数据和结论。     

表面粘贴式光纤布拉格光栅传感器层状结构对测量应变的影响

由于用表面粘贴式光纤布拉格光栅(FBG)传感器测量应变时会影响基体的应变分布,本文研究了光纤应变与基体应变之间的关系。针对该类传感器建立了基体与光纤之间的应变传递函数用以修正测量应变,然后研究了FBG传感器与基体之间的相互作用。最后,利用有限元分析(FEA)和实际实验对提出的理论进行了验证。结果显示:光纤应变的FEA解与理论解的误差在5%以内,实验解与理论解的误差在8%以内,结果表明该理论完全满足表面粘贴式FBG传感器的精度要求。另外,分析了黏结层和基体对应变传递的影响,结果显示:平均应变传递率和应变传递率随着基体弹性模量的增加而增加,但它们随着黏结层顶端厚度和底端厚度的增加而逐渐减小。