光纤光栅（FBG）传感技术及其应用

目的 综述光纤光栅传感器的原理和应用。方法 分析了光纤光栅传感器在温度和应力测试中的应用。结果与结论 光纤传感器的应用方兴未艾,具有广泛的应用前景。     

光纤光栅技术在煤矿安全生产中的应用

目前光纤传感技术应用于矿井安全监控领域以弥补传统传感器存在测量精度低、稳定可靠性差、易腐蚀和易受电磁干扰等不足。本文介绍了光纤光栅传感原理,讨论了光纤光栅传感技术在煤岩动力灾害、矿井水灾和火灾的应用。研究结果表明光纤光栅传感器具有抗电磁干扰、耐腐蚀、测量精度高、易于传输、准分布式测量等特点,在煤矿生产中具有广泛的应用前景。     

利用WDM光纤耦合器的光纤光栅传感解调技术

根据 WDM 光纤耦合器波长解调方案的工作原理、偏振特性以及影响系统波长分辨力的因素,提出一种改进的利用 WDM 光纤耦合器的光纤光栅传感解调技术。该技术在原技术的基础上,采用偏振控制器控制入射光偏振状态,提高了解调的精度和稳定性。对 WDM 光纤耦合器的多次波长扫描结果表明,采用偏振控制器后,其波长误差可减小到 5pm 左右。实验采用 1540/1560nm的 WDM 光纤耦合器对单点光纤光栅应变传感器进行静态解调,结果表明:按此技术开发的解调系统具有 0.01nm 波长分辨力和 10nm 的波长线性解调范围。     

光纤光栅传感技术及其在石油工业中的应用

阐述了光纤光栅温度和应变传感的响应机理．对光纤光栅多参量区分测量技术和光纤光栅传感网络复用与解调技术进行了综合评述．结合光纤光栅传感技术的本质突出优势和石油工业特点,讨论了其在油气生产中温度和压力测量、测井技术、地震波检测、长距离石油管道监测等方面的应用．     

光纤光栅传感系统维护及原理研究

光纤光栅传感系统使用光纤作为测量元件和信号传输介质,为提高光纤对温度、应力的敏感程度及准确定位能力。文章对光纤光栅传感系统的基础知识、系统维护、制作原理及使用注意事项进行了简要的论述。     

光纤布拉格光栅检测技术及其应用

阐述了光纤布拉格光栅检测技术的基本原理以及相关技术，概述了其近年来在结构状态检测、电力工业以及能源化工等领域的实际应用情况，分析了其发展前景。     

光纤光栅--一种新的传感元件及其应用

光纤光栅的结构如图1所示：光纤材料折射率的周期变化形成了光栅结构，这一结构是通过紫外激光照射、相位掩膜等方法在光纤芯内直接写入的。     

基于LabVIEW的光纤光栅传感监测软件

基于Lab VIEW的光纤光栅传感监测软件,可以实现数据采集、存储、显示和报警等功能。该软件界面清晰易懂、使用方便、功能扩展性强、运行稳定,可以在安全监测方面发挥重要的作用,同时推进了光纤光栅传感器在生活中的应用。     

光纤布拉格光栅温度传感特性与实验研究

从光纤布拉格光栅温度传感模型出发,对光纤布拉格光栅温度传感的理论进行了分析,并通过实验对裸光栅的温度特性进行了研究,推导出了光纤布拉格光栅温度传感的一阶有效线性灵敏度系数的解析式。实验结果表明,光纤光栅在所测温度范围内具有良好的线性特性,与理论结果基本一致。表明光纤光栅温度传感的理论模型具有良好的实验基础。     

光纤布拉格光栅温度传感特性与实验研究

从光纤布拉格光栅温度传感模型出发,对光纤布拉格光栅温度传感的理论进行了分析,并通过实验对裸光栅的温度特性进行了研究,推导出了光纤布拉格光栅温度传感的一阶有效线性灵敏度系数的解析式.实验结果表明,光纤光栅在所测温度范围内具有良好的线性特性,与理论结果基本一致.表明光纤光栅温度传感的理论模型具有良好的实验基础.     

基于光纤布喇格光栅传感器的精密位移测量

首先对光纤布喇格光栅传感的基本原理进行了分析,并给出了光纤光栅位移传感的基本公式.在此基础上,设计制作了一种光纤光栅位移传感器.采用光纤光栅作为传感元件,利用多波长计进行波长检测,对位移量进行了传感测量.实验中,传感器位移检测范围为0.6mm,其传感测量精度为±43nm,测量分辨率为1.5nm.实验结果具有良好的线性度.     

光纤光栅传感器实用化的关键性技术研究

光纤光栅是一种新型的无源光子器件，可用来精确感测纳米量级的微小应变和温度等多种物理量，在光传感领域发挥着重要作用，简要说明了光纤光栅传感器的基本原理，详细介绍了笔者近年来在信号解调、传感头的封装和光纤光栅的复用等关键技术研究上的进展，讨论了光纤光栅传感器在进一步实用化和商品化过程中需要解决的技术问题，并对其应用前景做了展望。     

基于线阵 CCD 的全息光栅位移传感器

目的：提出了一种新型的基于全息光栅的CCD位移传感器。方法：利用CCD分辨率高，像素均匀等特点，对干涉条纹的移动进行精确定位，利用全息光栅在测量过程中又具有不受光源波长的影响，适用光谱范围宽等特点，实现位移的自动精确测量。结果：系统能够对位移实现自动精确测量。结论：该系统具有一定的实用价值及应用前景。     

光纤布拉格光栅传感器监测环氧树脂固化收缩研究

采用光纤布拉格光栅传感器对处于自由状态的热固性树脂在固化工艺过程中的温度和应变进行了实时在线监测,并且利用传感器的测量数据得到了固化后树脂在冷却阶段的热膨胀系数。结果表明:应用光纤布拉格光栅传感器能够实现从树脂凝胶点开始对固化过程中由于体积变化导致的树脂内部应变变化实时在线监测;传感器测得的固化后树脂在冷却阶段的热膨胀系数结果与热膨胀仪的测量结果相当;利用光纤布拉格光栅传感器测量热固性树脂的固化收缩具有较高的灵敏度和可靠性。     

基于倾斜光纤光栅的传感解调技术

该文设计了一种基于倾斜光纤光栅（tilted fiber Bragg grating,TFBG）的不受温度影响的光纤布拉格光栅（fiber Brag ggrating,FBG）应变解调系统．将倾斜光纤光栅用作边沿痣波器,当周围环境温度变化时,利用倾斜光纤光栅纤芯模与包层模的温度特性与普通光纤布拉格光栅相同这一特点,无需另加温度补偿,就可以实现FBG应变传感的动态解调,消除温度噪声对应变信号的影响．由实验可知,当温度在25℃到39℃范围变化时,解调系统的性能基本不发生改变,解调范围达到6nm．     

Fabrication and Sensing Performance of Smart Composite Structures Using Optical Fibre Sensors

This paper determines the performance of Fibre Bragg Grating (FBG) sensors for strain sensing applications in carbon fibre composite materials. Carbon fibre laminates in either cross-plied or quasiisotropic stacking sequences were fabricated using T300/Hexcel 914 prepregs. The FBG optical sensors were either surface attached, or embedded within laminates. The sensor orientation was aligned either parallel or transverse to the adjacent carbon fibre layers. The composite structures with integrated FBG sensors were subjected to static tensile loading. A scanning fibre Fabry-Perot filter was used to monitor the reflected Bragg wavelengths. The optical sensor embedded between two 90° carbon fibre plies shows a high sensitivity to multi-site cracking formed in the transverse plies. The embedding in 90° plies seems to change the local stress distributions and to become a source of crack initiation. Efficient stress transfer from the host materials to the sensors is dependent upon incorporation methods, the thickness of the adhesive layers, and the location of the sensors.     

In-fiber liquid-level probe based on Michelson interferometer via dual-mode elliptical multilayer-core fiber

Abstract

An in-fiber liquid-level probe fabricated from homemade dual-mode elliptical multilayer-core fiber (EMCF) was proposed and experimentally demonstrated. The proposed sensor simply consists of a segment of the EMCF with one end coated with silver film, and a Michelson interferometer is roughly established when light from single-mode fiber incident from the other end. The detected interference patterns, rather clean due to the few-mode property, shift as the liquid level due to strong interaction between high-order modes and measurands through evanescent waves. Both the propagation characteristics and operation principle of such a sensor were demonstrated in detail, and sensitivities of 33.48, 43.35, and 48.93 pm/mm corresponding to liquid indices of 1.333, 1.353, and 1.373 were successfully achieved with a 50-mm EMCF probe, respectively. Moreover, the proposed sensor had the potential to discriminate measurand index after proper calibration.     

保偏微结构光纤光栅 F-P腔折射率传感特性分析

针对提高光纤光栅折射率传感器抗干扰能力以及增加反射率的需求,本文提出了一种基于Fabry-Perot腔的保偏微结构光纤(PM-MOF)布拉格光栅折射率传感器.根据传榆矩阵法和有限元方法,分析了微结构光纤光栅F-P腔中被测物折射率与F-P腔反射谱中两个偏振模谐振波长差的关系,在此基础上讨论了中心孔直径、F-P腔长度等参数对传输特性的影响.研究结果表明,随着空气孔中填充物折射率的增加,保偏微结构光纤光栅F-P腔的两个偏振态的谐振波长差将逐渐减小;F-P腔的干涉作用使反射率较单个光栅有很大提高,便于长距离传输和实时解调;两个偏振模对外界干扰具有相似的响应,因此该传感器具有更强的抗干扰能力.本文研究结果为保偏微结构光纤光栅在折射率传感器及其生物传感器方面的应用提供了理论依据.     

光纤光栅温度调谐特性分析与实验

提出了均匀调制光纤光栅的热调谐数学模型,确定了储热与布拉格波长之间的数学关系,分析光纤光栅热敏度,计算出热调谐的响应时间。设计和建立了一套光纤光栅温度调谐实验装置,利用光谱分析仪测试出光纤光栅反射波长漂移量受温度变化的关系曲线。测试了0～100℃的温度变化过程中光纤光栅反射波中心波长调谐量,测得光纤光栅反射中心波长λB为1546.8～1548.8nm,每摄氏度光纤光栅反射光波的中心波长平均漂移量为0.0210nm/℃。讨论了波长调谐量与温度的变化方向的关系和调谐响应速度等问题。实验结果表明光纤光栅反射波长漂移量与温度具有比较好的线性关系,且与温度的变化方向无关。     

改进型双光栅矩阵运算光纤光栅传感器

在光纤光栅传感器的应用中一直存在着交叉敏感问题,必须采取各种措施进行补偿或区分。 在悬臂梁的上下两面分别粘贴光纤光栅,通过分别测量这两个光栅的波长位移的改进型双光栅矩阵运算法来克服交叉敏感问题。该方法只需要一套光源和检测系统,装置简单,具有较低的成本和实际应用前景。