光纤光栅传感器在分布式测量系统中的应用

介绍了光纤光栅传感器在分布式测量系统中的应用，给出了光纤光栅测量节点的软硬件实现，并对实时性等影响分布式系统性能的因素做出了分析，最后，对于完善方案提出了构想。     

基于光纤光栅压力传感器的轨道区段占用检测方法研究

轨道电路是用于检测列车是否占用轨道区段的设备,正确判断其分路状态对行车安全十分重要。当出现轨面生锈或积污等问题时,由于分路电阻过高导致轨道电路分路不良,这将影响分路状态的可靠判定,轨道区段占用检测方法仍存在瓶颈。对此,利用光纤光栅(Fiber Bragg Grating, FBG)压力传感技术的优势,结合轨道电路的工作原理和轨道动力学分析结果,设计轨道占用检测的系统结构;监测FBG的中心波长漂移量,统计列车进出轨道区段的轮对轴数,通过轴数比较解决轨道电路分路不良时的轨道区段占用检测问题。对光纤Bragg光栅纵向应力特性进行仿真实验,结果表明:FBG的中心波长漂移量和纵向应力的改变成正比,即和钢轨受力形变所产生的弯矩变化成正比,这种应力特性可有效应用于轨道区段的检测问题。     

光纤光栅孔隙水压力计的研制与应用研究

阐述了光纤Bragg光栅(FBG)技术的原理以及传感器的结构设计原理和方法,采用光纤Bragg光栅(FBG)传感技术研制了适合岩土工程使用的光纤光栅孔隙水压力计,对研制的6支光纤光栅孔隙水压力计进行了试验检验并埋设于某高速公路软土路基中试测孔隙水压力以检验研发成果。实践结果表明该仪器克服了常规仪器的某些缺点,并有稳定性好、耐腐蚀等优点,可以较好地应用于岩土工程监测当中。本仪器的研制对于光纤传感技术在岩土工程领域的应用具有积极的推动作用。     

基于光纤光栅的扭矩传感器

为了实现恶劣条件下对扭矩的精确稳定测量,设计并实现了一种新型的基于光纤光栅的扭矩传感器。为克服扭矩测量系统易受外界影响的缺点,设计了光纤光栅全桥光路,实现了温度和弯矩的自动补偿。通过扭矩标准装置加载试验和水下环境加载试验分别测试了其测量精确度以及水下工作性能。结果表明,该光纤光栅扭矩传感器的最大非线性误差、重复性以及水下工作稳定性均达到0.1%以内,说明该传感器不但具有良好的测量精度,而且能够在船用环境等恶劣扭矩测量条件下较好地工作。研究结果为船用环境中扭矩测量的研究与应用提供了重要参考。     

基于FBG光纤监测系统的混凝土桥梁张拉过程监控

为验证光纤光栅可应用于钢筋混凝土桥梁的施工监测，在介绍光纤光栅传感器的基本原理的基础上，在桥梁施工过程中，使用埋设在桥体混凝土结构内部的光纤光栅传感器，实时测量预应力索张拉过程中桥体关键部位的应变变化，评估张拉过程的质量，并利用监测数据进行有限元模拟计算，比较实测值与理论值，从而评价桥梁的施工质量和安全性。     

光纤光栅隧道感温火灾报警系统设计

介绍了光纤光栅感温火灾探测技术．分析了该技术在隧道火灾报警系统应用中存在的技术难点．提出了光纤光栅隧道感温火灾报警系统的设计方案．即采用光纤光栅多区复用技术代替光纤光栅多点复用技术．并设计了适合应用领域特点的火灾报警系统。     

基于光纤光栅传感的盾尾密封泄漏监测试验研究及分析

针对盾构盾尾密封系统容易发生漏水、漏浆等危险的问题,将光纤光栅压力监测系统布设于盾尾尾刷密封性能试验台,对油 脂腔进行多点连续压力测量,并在油脂腔不同压力等级条件下采用人为打开球阀泄放的方式模拟实际工况产生的泄漏。试验表 明: 1)当油脂腔某点发生泄漏时,整个油脂腔圆周方向上同时产生缓慢压降,缓慢压降时间最长可达6 min,最大压降可达0. 075 MPa; 2)基于光纤光栅传感的盾尾油脂腔多点连续压力监测能够较为准确地监测油脂腔在泄漏试验过程中所发生的压力变化。该 监测方法为盾尾密封系统泄漏预警提供可行的解决方案。     

光纤Bragg光栅应变灵敏度的分析

在光纤Bragg光栅传感原理的基础上,从理论上着重研究了由弹光效应引起的轴向应变灵敏度和径向应变灵敏度,并分别进行了轴向应变与径向应变灵敏度和轴向应力与径向应力灵敏度的仿真,仿真结果与理论分析相符。另外,对于动态轴向应变的情况,也给出了波长漂移随时间变化的仿真结果。     

光纤Bragg光栅粘贴式应变传感器的研究

在分析光纤Bragg光栅的温度应变交叉敏感机理的基础上，设计并制作了一种新型的具有温度补偿和应变增敏效果的光纤Bragg光栅表面粘贴式应变传感器。实验结果表明：传感器的应变敏感性增至原来的1．6倍，温度敏感性降低至封装前的17％，具有良好的温度补偿和应变增敏效果；该传感器可用于对铁路铁轨、桥梁、隧道等的健康监测。     

三维形状投影光栅测量技术及其在船用柴油机设计中的应用

系统介绍了两种投影光栅三维形状测量技术的原理、方法、硬件和软件，并介绍在船用柴油机设计中的应用。这些技术具有实用、非接触、全场显示、直观、实现容易及便于设计人员接受等一系列优点，是光学、计算机图象处理和ＣＡＤ三种技术有机结合。