光纤布拉格光栅监测CF3052/5224复合材料成型过程研究

温度与应变是监测复合材料热压罐固化成型工艺两个最重要的表征参数,利用光纤布拉格光栅传感原理,采用毛细钢管封装的方法,制备了完全屏蔽应变信号的温度传感器,将温度传感器和应变传感器同时埋植在复合材料内部,实现了对热压罐成型全过程的实时监测,获得了复合材料成型过程中的内部温度和应变信息.对复合材料平板件和T型加筋板三角填充区域进行的温度监测结果表明,复合材料内部温度变化较罐内温度有一定滞后,传统成型工艺控制给出的加压点偏早,可能引起复合材料贫胶等缺陷.应变监测结果表明,平板件内部的应变变化主要反应树脂固化过程中的物理化学变化,在T型加筋板三角填充区域,应变监测在自然冷却阶段出现了不同于平板件的应变"回弹"现象,一定程度上反映出该区域在成型过程中容易出现缺陷的原因.     

埋入CFRP的FBG光纤传感器界面传递特性实验研究

埋入碳纤维复合材料（CFRP）的光纤布拉格光栅（FBG）传感器应变测量值与基体实际应变存在误差,用光纤、保护层、粘贴层和基体材料的界面传递特性来表征应变测量值可提高精度．根据弹性力学和边界条件,得出FBG应变测量值与基体材料实际应变值的关系方程,通过裸光栅直埋基体材料界面传递的特征系数,可表征和计算FBG检测应变与测点实际应变的误差及修正系数．试验结果表明：对埋入裸光栅的碳纤维复合材料同时进行电阻应变与FBG—IS波长解调试验对比,试验测量FBG应变传感灵敏系数与理论值十分接近;对埋入CFRP的FBG裸光栅,由于不存在粘贴层界面传递的影响,其应变测量值可无需修正．     

Real-time wavelength reuse based on Bragg trans-reflection for dynamic reference frequency and data transfer in Datacom

ABSTRACT

We experimentally demonstrate the first VCSEL-based all-optical wavelength reuse technique with reconfigurable fibre Bragg grating add and drop multiplexer. EDFA gain saturation and Bragg trans-reflection effect on a single FBG are respectively, adopted for full-duplex reference frequency and data transfer. A 1550 nm energy-efficient VCSEL is modulated with 1.7?GHz clock signal and transferred downstream over 26.6?km fibre OLT attain a phase noise stability of ?54.01 dBc/Hz at 10?kHz offset frequency. A saturated EDFA is exploited to optically reduce the peak-to-peak voltage of the incoming downstream RF, allowing for wavelength reuse with 10?Gbps upstream data. A 1.57 dB transmission penalty is incurred over the transmission fibre. An all-passive OADM is developed exploiting Bragg trans-reflection at 1549.45?nm. The reflected wavelength is routed over another 24.7?km fibre network attaining an extinction ratio of 6.1?dB and a SNR of 5.8?dB. This work provides an all-optical technique for routing and spectral management in flexible networks.     

增量式光栅编码器在激光扫描雷达的应用研究

在地面、空中、太空、海面、水下,激光雷达的应用十分广泛,并涉及到多个学科领域。提出了采用增量式光栅编码器作为激光雷达扫描系统的位置传感器,研究了增量式光栅编码器的工作特点,设计了测量电路,并对增量式光栅编码器的线性度和重复精度进行了测试、标定。实验结果表明:该增量式光栅编码器线性度达99.97%,重复精度可以达到18″,可以提供给激光雷达系统精确的位置信息。     

基于光纤光栅的铝电解槽温度在线检测系统

针对现行铝电解生产过程中槽壳温度检测中存在的不足,通过分析铝电解槽热传导与散失,基于光纤光栅抗电磁干扰及耐腐蚀的优点,设计了新型温度传感器,并结合时分、波分复用技术构建了单槽104点实时温度监测系统.设计的FBG传感器测温范围为-20 ℃～400 ℃,精度为±2 ℃,监测系统巡检周期为20 s.系统所测得的温度为铝电解...     

宽带光纤拉曼放大器的增益平坦化实验研究

本文采用波长为 1 455nm的大功率光纤拉曼激光器(FRL)作为泵浦源,啁啾布拉格光纤光栅作为增益平坦滤波器,用两种不同的光源组合作为信号源(宽带ASE光源) 波分复用模拟器(WDM-emulator)以及四通道外腔可谐调式激光器(ECL) 滤波器型波分复用器(FWDM))对光纤拉曼放大器的增益平坦化特性进行实验研究,获得了平坦增益带宽为55nm(1 519～1 574nm),平均开关增益大小为15.2dB,增益不平坦度为±0.8dBd的宽带光纤拉曼放大器.通过实验研究表明,该方案为带宽低于60nm的光纤拉曼放大器的增益平坦化设计提供了一种新的选择.     

光纤布拉格光栅传感技术在隧道火灾监测中的应用研究

针对公路隧道存在潜在的火灾问题,提出一种利用环氧树脂封装而成的光纤布拉格光栅传感器对隧道火灾进行监测,分析了其基本原理及温度传感特性,实验结果表明封装后的光纤光栅的温度传感灵敏度约是裸光栅的2.75倍.再利用光纤光栅多区波分复用技术,设计了一套基于光纤布拉格光栅传感技术的隧道火灾报警监测系统.结合现场模拟监测实验,证明该系统灵敏度高、数据准确,能够对隧道火灾报警方位进行精确判断,为隧道火灾的预警和救灾赢得时间.     

一种基于光栅传感器的新型旋转粘度计的研究

为了满足对液体粘度的精确测量,设计了一种新型旋转粘度计。该仪器使用光栅传感器对内筒旋转角度与外筒的转速进行测量,用C51开发应用软件来控制系统的自动运行,并完成数据采集和数据处理。实验结果表明:此仪器精度高,在测量牛顿与非牛顿流体时,其自动绘制的流变曲线与普通六速旋转粘度计测量手绘的流变曲线基本吻合,并可实现大范围控速,操作方便,稳定性好。     

基于STM32的时栅转台高精度自动标定系统设计

针对目前时栅转台采用手动方式进行标定,工作效率低、精度难以保证的现状,设计了一种能够进行数据采集、处理和误差补偿的时栅转台自动标定系统。该系统以激光干涉仪作为测量基准,采用了闭环控制技术,进行测量误差补偿。实验结果表明:该系统标定精度高,经过该系统标定后的时栅转台精度达到±2″,且标定速度是手动方式的2倍以上,显著提高了时栅转台标定效率。     

计算机辅助三维非接触测量系统的研究与应用

本文对三维非接触测量进行了简单介绍,着重对其中的投影栅相位法从光学原理、相位原理和相位解包裹三个方面分别作了详细的阐述,实例分析结果证明该方法具有较快的测量速度和准确度。