基于光纤光栅传感网络的电梯健康状态监测系统

针对传统大型电梯钢架结构健康监测手段的传感器布线复杂、传感器退化快等问题,提出了一种基于光纤光栅式传感器构成的准分布式光纤传感网。首先阐明了光纤光栅应力、温度传感器的基本原理,采用“空分复用+波分复用”的方式构建电梯钢架结构的光纤光栅远程传感监测系统,设计应变和位移传感器阵列,并研究了光纤光栅应变计和位移计的解调算法。然后使用电梯钢架结构实物模型搭建相应的试验系统,安装光纤光栅应变计和位移计准分布式网络进行测试,并开发配套的电梯钢接结构运行健康状态监测软件,试验测试结果表明,系统能够实时响应,稳定性良好。该系统为室外大型竖行和斜行电梯的安全运行提供了实时监测数据和安全预警功能,可为其“按需维保”提供大数据支撑。     

修饰不同金纳米颗粒的极大角倾斜光纤光栅折射率传感特性研究

研究了分别使用大尺寸金纳米壳与星型金纳米颗粒修饰极大角倾斜光纤光栅(ExTFG)的局域表面等离子体共振(LSPR)传感器,实验对比了这两种ExTFG-LSPR传感器的折射率传感特性。实验结果表明:修饰星型金纳米颗粒的ExTFG传感器,其TM、TE模的基于波长变化的折射率灵敏度分别提升约15.52和12.8nm/RIU,但共振吸收效应不明显;而修饰大尺寸金纳米壳的ExTFG传感器,在大尺寸金纳米壳的LSPR作用下,其TM、TE模的基于波长变化的折射率灵敏度分别提升约31.1和26.99nm/RIU,同时,TM与TE模在C-L波段表现出强烈的共振吸收,基于归一化强度变化的折射率灵敏度分别约为185.18%/RIU和251.83%/RIU。     

面向钢丝绳缺陷检测的漏磁检测装置设计

钢丝绳被广泛用于矿产、建筑、码头、军事等方面,随着社会的发展,已经成为社会生活生产不可缺少的部分.但是在大量运用的同时,也存在大量的风险,每年钢丝绳事故频发,所以钢丝绳的缺陷检测研究具有保护人身和财产安全的意义.在了解漏磁原理的理论基础上建立了等效磁偶极子模型,在数据处理上选择了小波工具箱,运用小波来对数据进行降噪,验...     

高灵敏度塑料光纤倏逝波传感器研究

为了提高塑料光纤倏逝波传感器的灵敏度,提出了一种新型结构的塑料光纤传感器,该传感器由光纤纤芯、包层和涂敷层三层构成.光纤包层和纤芯由标准塑料光纤的包层和纤芯材料构成,涂敷层由二甲苯稀释的加拿大树脂与TiO2纳米掺杂剂组成;光纤包层、纤芯和涂敷层的折射率阶跃增大,用于提高光纤表面发光强与透射深度.实验分析了 TiO2及涂...     

基于原子光谱法的锑矿中的砷元素检测

砷元素是对环境和人体都十分有害的一种元素,它存在于不同的矿物中,对其的检测对于防止环境污染和人体健康具有重要意义.本文以锑矿采集中的锑精矿为采样样品,提出采用氢化物发生——原子荧光法分析方法对其中的砷元素的进行检测,测试结果显示样品中的砷元素与国家规定的量基本一致,说明该检测方法是可行的.     

基于FBG传感器的新型重量动态监测装置

为了保障车用电梯安全运行,利用弹簧隔振器、缓冲垫、液压缓冲器、光纤Bragg光栅(FBG)及钢板构建了一种新型的重量实时监测装置.车重信息采用FBG进行感知.隔振器对称的安装在高强度高韧性钢板表面,FBG固定在缓冲垫上.实验研究了传感装置对不同重量车辆的响应特性,传感器受车辆碾压后Bragg谐振中心波长漂移量随时间的变化关系,以及温度和车速对传感装置测量结果产生的影响.实验研究发现:在25～60℃温度范围内,传感装置测量结果不受温度影响;当车辆重量为1 143～3 279 kg,传感装置的Bragg中心波长漂移量与重量之间具有线性关系;车速为5～30 km/h时,最大测量相对误差为3.64％.     

氧化石墨烯修饰的色散拐点长周期光纤光栅的折射率传感特性

研究了氧化石墨烯(Graphene Oxide,GO)修饰的色散拐点长周期光纤光栅(Dispersion-Turning-Point Long Period Fiber Grating,DTP-LPFG)传感器,分析了其光谱特性及对外部折射率的灵敏度特性。利用准连续KrF激光器在载氢单模石英光纤上制作周期约为136μm的DTP-LPFG,采用氢键结合的方式将GO涂覆于光栅表面,构成基于GO修饰的DTP-LPFG传感器。实验结果表明:随着GO在DTP-LPFG表面的沉积,其双谐振峰的左峰发生蓝移,右峰发生红移,双峰间距增大;在1.33~1.38折射率范围内,该传感器在涂覆GO后,谐振双峰间距变化量的折射率灵敏度约为831.89nm/RIU,较未修饰GO的DTP-LPFG提高了1.05倍。     

光致发光发热光分频利用光纤研究

该文利用光热转换六硼化镧（LaB6）、加拿大树脂、纳米SiO2,制备了不同掺杂含量的LaB6-SiO-加拿大树脂溶胶,并涂敷在塑料光纤表面,构成了光致发光发热光分频利用光纤。测试了LaB6颗粒的吸收光谱及升温速率,LaB6掺杂含量与涂敷层厚度对光纤表面发光发热性能的影响。LaB6在波长为510~650 nm时出现弱吸收,用于光辐射;LaB6对其他可见 近红外波段的光呈现出强吸收,用于产热。当LaB6的质量分数为0.30%,涂敷层厚为200 μm时,光纤表面发光发热的均匀性最佳,观测点的平均发光强度及平均升温速率分别达到26.59 μW/cm2和0.29 ℃/min,实现了可见 近红外光谱的光分频利用。     

基于MEMS技术的电梯轿厢振动传感网络研究

电梯物联网是物联网技术重要的应用领域,电梯安全事故发生频繁,大多与不良维护密切相关,电梯运行中轿厢的振动幅度、振动方向和振动的时间分布是反映其电梯系统工作状态的重要参数,能对电梯故障进行快速预警,并初步估计故障类型。微机电系统（Micro-Electro-Mechanical System,MEMS）传感器具有体积小、坚固耐用、成本低廉等特点,随着技术进步,其测量精度和速度也在快速提升,是近年来物联网系统迅速发展的重要动力。研究了基于MEMS技术的轿厢三轴振动实时测量方法,测量带宽大于1 kHz,并基于LoRa技术建立了电梯振动检测无线传感网络,可将联网电梯的轿厢三轴振动信息可靠传达云端服务器,实现了对电梯实时可靠的振动监测与危险预防。     

超高速电梯振动状态远程监控系统的设计

基于压电传感器和多通道动态信号解调仪,设计了超高速电梯振动状态远程监控系统.这一系统利用光纤链路将压电振动加速度传感器所检测的振动数据长距离传输至数据中心,构成远程监控网络.在设计中,利用线性弹簧-阻尼系统构建超高速电梯的水平振动模型,并开发相应的数据采集和软件分析系统.通过试验表明,这一超高速电梯振动状态远程监控系统的重复性、稳定性良好,能够实现实时响应,可以对振动进行快速傅里叶变换分析,计算得到各阶谐振频率和幅度,试验结果与理论预期一致.