一种新型的光纤传感器的研究—对微位移的非接触测量

应用光纤传感技术设计一种新型光纤传感器。该传感器可用于表面粗糙度和微小位移的非接触测量。本文论述了其对微位移的测量。在该传感器特有的“零”工作点对信号采用差分放大处理,能实现对微位移的非接触测量,并具有纳米(10~(-?)m)级的分辨率。     

一种光纤光栅非接触机械振动传感器的研究

基于光纤Bragg光栅（fiber Bragg grating,FBG)传感技术,提出了一种基于永磁结构的FBG非接触机械振动位移测量方法,设计了永磁作用下FBG振动传感器的结构,采用ANSYS有限元软件进行了理论分析和数值仿真,制造了FBG传感器实验装置,进行了静态位移标定和动态测试实验,确定了传感器的线性区间。研究结果表明:该测量方法能满足相关振动检测要求,传感器线性区间内灵敏度为1.14μm, 线性度可达0.996,完全可应用于机械系统结构损伤和运行状态分布式动态监测。     

高深宽比小孔内径的检测装置研究

在深小孔测量中由于其测量操作不便,效率低。测量中的难度较大。文中将接触式测量方法和非接触式测量方法相融合利用光纤传感器方法测量小孔。它融合了光纤非接触与接触式探头二者的优点。并对系统的误差进行了分析。并且实现低成本高回报、操作较简便的检测装置。     

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.     

三维叶尖间隙光纤探头设计及输出特性研究

对航空发动机叶片三维叶尖间隙的动态检测可以间接拾取到叶片动态应变参数,获取更全面的叶片健康监测信息。双圈同轴光纤束由于其优良的抗电磁干扰、抗高温特性可以作为发动机叶片三维叶尖间隙动态检测的传感单元。依据双圈同轴光纤束三维位移输出特性模型,建立了3个双圈同轴光纤束基元组成结构的探头输出特性模型,分析了基元拓扑结构、基元间距、光源参数对探头耦合效应的影响,提出了航空发动机叶片三维叶尖间隙光纤测量探头的设计方案,并通过加工出的探头成品实验研究对检测探头输出特性模型进行了验证。     

反射式光纤位移传感器在环状阀片位移测试中的应用

阐述了反射式光纤位移传感器的设计原理,光纤探头的结构及用反射式光纤位移传感器对环状阀片位移进行测试的基本过程。采用差动放大电路滤除电路漂移,采用神经网络进行处理信号,使传感器达到良好的线性度。     

反射式光纤位移传感器的实验与研究

为了解决在检测工件表面时,某些工件不宜接触测量的问题,设计了一种基于光纤位移传感器的非接触测量装置。该装置根据光纤反射调制原理,采用精密微调平台作为位移调整工具,利用电子电路和软件对传感器的输出信号进行二次处理,经计算后得出输出量与位移量的关系,从而实现零件表面位移量的非接触测量。实验表明:该光纤位移传感器性能稳定、测量精度高、线性度良好,在1 mm范围内其输出基本与位移成线性关系,线性度可达±3.06%,迟滞可达±1.15%,适于非接触的各种位移量的测量。     

双圈同轴光纤束传感器三维空间输出特性研究

针对航空发动机的实际故障特点,首先,分析了对航空发动机涡轮叶片三维叶尖间隙、包括叶尖表面径向间隙、轴向与周向倾角三维参数的变化信息进行光纤传感检测的需求;然后,针对拟采用的光纤传感器形式——双圈同轴光纤束传感器在反射面相对传感器端面存在径向间隙、空间倾角的情况下建立了三维空间输出调制函数模型,设计了接收光纤虚像端面与入射光斑的交叠面积补偿算法以及接收光纤虚像端面的平均光强修正算法;其次,对建立的传感器输出特性数学模型在反射面平行、仅存在轴向倾角、轴向周向均存在倾角这3种情况下分别进行了仿真计算,并与相同探头参数下的实验结果进行了对比分析;最后,对不同光纤传感器参数下的输出特性进行了仿真。结果表明,新建立的双圈同轴光纤束传感器三维空间输出特性数学模型不仅从理论角度还原出了传感器在反射面三维空间参数变化下的输出特性,还能指导不同三维空间位移测量应用下的光纤传感探头设计工作。     

基于STM32的嵌入式光纤束微位移传感器设计

为了满足当前位移测量系统对于微小位移进行稳定可靠和精确测量的需求,文中提出了一种基于STM32的嵌入式光纤束微位移传感器的设计方案。该光纤束位移传感器主要利用了光强调制型的工作原理,以STM32F103ZET6为核心,采用设计的光纤束微位移传感探头对微位移进行准确测量,软件部分实现了两路检测信号相除、线性化处理和温度补偿等工作,同时将采集的位移数据通过串口实时发送至上位机,实现了对温度数据的动态显示,查询、储存等功能。该传感器具有成本低、测量精度高、操作简单等优点,可以在各种复杂的工业现场高效而准确地对各种微位移进行精确测量。     

光纤流量非浸入式测试系统

提出了一种基于湍流振动原理的非浸入式流量测量方法。该方法通过在油管外壁缠绕特定长度的传感光纤,并在传感光纤两端焊接光纤光栅组成光纤流量传感单元。由于流体流过管壁时湍流产生动态压力,动态压力会导致缠绕在管壁上的传感光纤相位发生变化;通过光纤干涉仪技术、时分复用技术及相位载波调制解调技术解调出相位信息,即可实现流量的在线监测。实验数据分析显示,得到的相位变化与流速呈二次曲线关系,设计的实验系统可实现5~50m3/h流量的实时在线测量。由于采用光纤作为传感器感知流量信号,该方法结构简单可靠,灵敏度高,避免了传感光纤流量计需要浸入流场的缺陷,是井下流量测试的理想方法。     

Shape measurement based on fiber-optic technique for complex internal surface

Reverse engineering based on fiber-optic technique is a very new topic in CAD/CAM fields. A novel single-mode fiber-optic sensor is presented based on the principle of beam reflection to implement the digitizing of complex surface shape. The fibers in the sensor probe are arranged like a spoke with eight symmetrically cross-arranged receiving fibers and one centered emitting fiber. Thus, the sensor can compensate for the offsets caused by fluctuations of surface reflectivity and light power and is fit for application under rough and formidable conditions with noncontact, fast shape measurement. A prototype was developed based on the simulation results to verify the feasibility. With the GRIN lens on the exit end of the single-mode emitting fiber, the lateral resolution was greatly improved compared with former multimode fiber-optic displacement sensors. Preliminary experiments indicated that the estimated uncertainty of displacement measurement was better than ±2 μm, and the uncertainty of ±5.6 μm can be obtained when measuring a MJ20×1.5 thread.     

基于“三针法”的内螺纹测量装置的研究与设计

基于"三针法"螺纹测量原理,研究了内螺纹主要参数之间的相互关系,设计了可测量普通螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹等内螺纹的中径、牙型角和螺距的测量装置。     

基于“三线法”原理测量内螺纹装置的设计

根据"三线法"测量螺纹参数的原理,分析研究了内螺纹主要参数的相互关系,设计了一种测量内螺纹主要参数的装置,通过测量值和相应的计算公式,可得到普通螺纹、梯形螺纹、锯齿形等内螺纹的中径、牙型角和螺距等.实践使用证明,该测量装置使用方便,数据准确度较高.     

A Fiber-Optic Microbending Temperature Sensor

A fiber-optic amplitude sensor based on the effect of microbending-caused upsetting of total internal reflection and intended for temperature monitoring is described. A measuring-system prototype was developed for investigating the sensor characteristics. The measured sensor characteristics show that a sensor with alcohol as the working fluid has a maximum sensitivity of 1.9 × 10^?2°C^?1. The range of linear variation of its normalized optical output signal was 0.829. The temperature range was 42.5°C, the maximum temperature being 74.5°C. It is shown that several sensors of this type can be integrated in fiber-optic lines to be used in distributed fiber-optic measuring networks.     

用于六自由度纳米微动台的位移传感器研制

为测量六自由度纳米微动台的运动,研制了基于光纤微弯原理的位移传感器。设计了新颖的光纤微弯调制结构,利用补偿光纤消除了光源波动对测量精度的影响。实验证明位移传感器的测量精度为±0.048μm,位移分辨率为10 nm,显著优于同原理的其他位移传感器。     

激光三角法在锥管螺纹轮廓测量中的应用

设计了基于激光三角测量原理的锥管螺纹轮廓测量系统,以非接触扫描的测量方法实现螺纹轮廓的自动测量。系统以ADu C845单片机为核心,采用激光三角位移传感器、精密丝杠和编码器分别获取螺纹垂直(Y轴)和水平(X轴)方向的原始数据,进而得到螺纹轮廓的坐标值。对数据进行相应的滤波和处理后综合得到螺纹轮廓,通过参数的算法模型得出螺纹的牙高、螺距和锥角等参数。     

测量锥螺纹中径的图像“三针法”

将传统的螺纹三针测量原理与图像测量技术相结合,设计开发了一种基于CCD图像的锥螺纹中径参数三维自动测量系统,并对图像三针测量法进行了误差分析。     

光纤位移传感器的研制与应用

讨论了通过控制实现位移的测量和显示，运用单片机作为中央处理器处理数据以及控制系统动作，采用随机型光纤位移传感器和半圆型光纤位移传感器，使用电子线路对光纤位移传感器的信号进行处理和线性补偿，扩大了传感器的测量范围。利用反射式光纤位移传感器的工作原理，通过对反射光强信号的检测，提出了一种用于轧辊磨损度在线非接触检测的光电检测法。     

光纤传感器厚度检测技术在ZJ19B烟机的运用

介绍了光纤传感器检测厚度的检测技术在卷烟设备中的运用,概述了光纤传感器检测系统的基本结构、工作原理及优点,简述了该系统安装和校准方法,提高了检测的准确率和产品质量,降低了消耗。