弹性体结构光纤光栅应变传感器的设计与性能研究

为提高光纤光栅传感器的精度和长期使用稳定度,在分析其应变响应机理和研究现状的基础上,设计基于应变弹性体封装的光纤光栅应变传感器,封装材料采用305不锈钢。力学传递原理和Ansys力学分析结果都表明:该传感器能够有效地通过弹性结构将应变传递到光纤光栅上。利用激光切割技术制作不锈钢光纤光栅传感器封装壳体,在-2 000~2 000με的测量范围内,实验测得其应变灵敏度为1.21pm/με、线性度达0.999 6、检测精度不大于1με、稳定度不大于±3με。     

光纤光栅用于混凝土结构应变模态检测的研究

光纤Bragg光栅传感技术是一种先进的技术，具有传统技术无可比拟的优势。损伤检测研究是一个跨学科的前沿研究领域，传感技术的发展必将推动混凝土结构损伤检测新技术的研究与应用。本文介绍了光纤Bragg光栅传感技术原理，阐述了基于光纤Bragg光栅传感技术和应变模态理论的损伤自诊断的基本原理，并进行了相关的混凝土结构的可行性实验研究。结果表明光纤Bragg光栅传感器抗干扰能力强，具有高灵敏度和长期稳定性，其作为应变测量的工具用于应变模态，进行混凝土结构损伤识别是可行的。     

悬臂梁结构光纤光栅电流传感器的优化

针对电力系统对电流测量高精度的要求,设计了一种基于等强度悬臂梁结构的光纤光栅电流传感器。将两根光栅分别粘贴于等腰三角形结构的悬臂梁上下表面,末端永磁体材料振子置于两螺线圈中间。当螺线圈接通电流时,形成的磁场将会引起永磁体振子偏移,进而引起光栅中心波长的变化。采用差分方式建立电流大小与光栅波长变化之间的关系,在提高测量灵敏度的同时消除了温度对测量结果的影响。实验结果表明:在0~5A的范围内,利用光纤光栅波长变化可准确反演待测电流值,与理论计算值相比,误差小于1.2%。     

复合材料光纤应变传感器发展概况

本文简要介绍了国内外复合材料嵌入式光纤应变传感器的发展情况，重点介绍了二涉型、模式型、偏振型和光强型四种尖型光纤应变传感器的研制状况。     

武工大成功研制光纤光栅传感器

主要应用于石油化工行业的光纤光栅传感技术 ,日前在武汉理工大学研制成功 ,并获得湖北省科技进步一等奖 ,为我国石化业重大工程的安全检测提供了有力的保证。武工大研制的光纤光栅传感器除了具有普通传感器的本质防爆、抗电磁干扰外 ,还可实现现场无电检测 ,从本质上排除了一般光强型传感光信号传输中各种光强起伏引起的干扰 ,避免了一般干涉型传感器中相位测量的不清晰和对固有参考点的需要。该技术在一根光纤中串换多个光栅进行分布式测量 ,构成各种形式的光纤传感网络 ,因此可对大型油罐内部的温度变化进行高分辨率和大范围的测量。目前…     

光纤光栅传感器化学复合镀Ni-P-ZnO_2

发明涉及对光纤光栅传感器进行化学复合镀Ni-P-ZnO2的方法。工艺流程：打磨→除油→电解→敏化→活化→化学复合镀Ni-P-ZnO2。该方法的优点：（1）由于对光纤光栅传感器化学复合镀Ni-P-ZnO2,镀层硬度、抗高温氧化和耐蚀性增加,光纤光栅得到更好保护以至在基体上形成了智能纤维金属结构。（2）复合镀层可对光纤光栅传感器起到增加敏感度的作用。     

光纤光栅传感器设计及解调仪研发

针对油气井测试监测技术需求与应用,结合现有光纤及光栅传感技术,研制油气井高温高压光纤光栅传感仪。探明飞秒激光刻写光栅的光谱特性差、制备重复率低等问题的内在机制,设计制备温度和压力可以同时测量的光纤光栅传感器件,解决油气井下高温、高压、强腐蚀性等苛刻工况对灵敏度、精度、稳定性造成的影响,为光纤传感器在油气井钻井、完井、测试等领域获得广泛应用奠定基础。通过仪器研制的原始创新,推动油气井油气井测试监测技术的发展,提高石油开采的效率。     

光纤布拉格光栅压力传感器标定中的不确定度研究

研制了一种量程为10k N的光纤布拉格光栅压力传感器标定装置,可实现光纤布拉格光栅压力传感器的标定和静态测试。对光纤光栅解调仪获得的中心波长和标准测力仪的压力值进行最小二乘拟合,求出静态标定系数,并分析了标定装置的不确定度来源以合成不确定度。试验结果表明:光纤布拉格光栅压力传感器的响应灵敏度为9.77×10~(-5)nm/N,线性度2.79%FS,经二阶拟合后重复性误差2.61%FS,标定装置的A类不确定度5.73N。     

适于高温压力管道表面应变监测的光纤光栅应变片技术研究

为监测高温压力管道表面应变的快速变化,在制作耐300℃高温光纤光栅基础上,设计了1种适于高温环境下压力管道表面应变检测的光纤布拉格光栅应变片,该光纤光栅应变片选用3只聚酰亚胺涂覆层光纤布拉格光栅和高温恒弹合金基底,经高温粘接工艺进行封装,适用于压力管道二维表面高温应变检测。采用等强度悬臂梁方法,对封装好的高温光纤光栅应变片进行了高温性能和应变性能实验测试,验证了高温光纤光栅应变片的工作性能,给出了高温管道光纤光栅应变片监测系统的技术方案。     

光纤光栅振动传感器在台式钻机上的应用

利用光纤光栅振动传感器检测台式钻机工作过程中的振动情况并输出反馈信号来控制钻机自适应改变工作状态,防止加工过程中因钻机振动而造成原材料的变形或者损坏。与普通振动传感器相比,光纤光栅振动传感器在精密器件的加工应用上有突出的优势。     

光纤光栅机敏混凝土的研究

结合光纤光栅传感技术的优点,提出了一种新型光纤光栅机敏混凝土原理,并对该原理和特性进行了分析,阐明了实现光纤光栅机敏混凝土原理和系统的关键技术和方法,并通过原理性实验得以验证.光纤光栅机敏混凝土在结构的长期状态监测和损伤诊断方面具有良好的前景.     

光纤光栅智能混凝土材料与结构试验技术的研究

结合光纤光栅传感技术的优点，提出了一种光纤光栅智能混凝土材料与结构试验技术，并对该技术进行了分析，阐明了光纤光栅智能混凝土材料与结构试验的关键技术和方法，并通过原理性实验得以验证。光纤光栅智能混凝土材料与结构试验技术在结构的长期状态监测和损伤诊断方面具有良好的前景。     

光纤光栅化学质量分数传感器在矿石加工中的应用

阐述了长周期光纤光栅(LPFG)和布拉格光纤光栅(FBG)化学质量分数传感器的结构与传感原理,分别研究了基于LPFG和FBG的传感器在化学溶液质量分数测量中消除温度敏感对传感影响的机理,并通过实验进行了验证.分析了两种化学质量分数传感器的灵敏度,其中本实验室研制的双布拉格光纤光栅(FBG)化学质量分数传感器通过测量布拉格光栅的双峰偏移间距来实现传感,其灵敏度可达到蔗糖溶液质量分数每1%的变化,反射波长移动0.096 nm.     

光纤光栅传感器在道路测试及工程应用的研究进展

路面结构内部温度、湿度、应力和应变等参数的测试一直是道路测试领域的重点和难点,随着光纤光栅传感技术的发展,为道路测试领域提供了新方法;为了论证光纤光栅传感技术在道路测试领域的可行性,介绍了光纤光栅传感系统的基本结构,从温度和应变传感器基本原理出发,综述了光纤光栅传感器的室内探索性研究和在实际路面温度和应变测试的成果.最后介绍了光纤光栅传感器在其他工程,包括桥梁、隧道及机场跑道中的应用情况,并分析了光纤光栅在道路测试工程中推广使用所面临的困难和发展方向.     

倾斜光纤光栅折射率传感特性研究

根据倾斜光纤光栅的折射率传感原理,通过仿真研究不同包层模式在不同包层直径条件下有效折射率和包层模谐振波长的变化规律。结果表明:随环境折射率的增大,各阶包层模式的有效折射率变大,高阶包层模具有更好的折射率灵敏度。包层直径越小,引起的有效折射率偏移量越大。最后给出了环境折射率1. 35～1. 40范围内的波长拟合关系。     

基于光纤光栅传感器的软体机械臂三维形状检测方法

为解决软体机械臂形状检测问题,设计了一种基于光纤布拉格光栅传感器的软体机械臂三维形状检测传感网络和方法。该方法基于分段常曲率-挠率假设,将光纤光栅传感网络的测量值转换为节点的空间位置,从而绘制出软体机械臂的三维形状。仿真实验结果表明:该方法对于复杂的三维形状有较高的检测精度。     

一种带安装孔的单端光纤光栅温度传感器

正一种带安装孔的单端光纤光栅温度传感器,由封孔塞、温度传感基体、光纤光栅、塑料封装体、安装孔、尾纤和光纤绝缘保护管构成。可利用一根扎带穿过安装孔,将传感器牢靠固定在待测物体上,并使传感器安装面紧贴在待测物体上。这样,待测物体的温度变化,通过温度传感基体传导给光纤光栅,通过探测光纤光栅的中心反射波长的移动量,即可     

光纤布拉格光栅电镀保护方法的研究

提出一种在布拉格光线光栅(FBG)表面电镀金属的方法,以达到保护光纤光栅的目的.介绍了镀前预处理、化学镀以及电镀过程,确定了镀液配方及工艺;并进行了温度传感试验.通过对实验结果的分析,表明这种方法不仅可以获得厚度理想的金属保护层,同时可以提高光纤光栅的温度灵敏度.