具有温度自补偿功能的光纤光栅传感器结构研制

长周期光纤光栅在拉紧的状态下粘贴在材料为铜和树脂玻璃的衬底材料上,利用材料受热膨胀引起的应变变化原理补偿温度漂移,设计了一种无源温度补偿技术。结果表明,未补偿的光纤光栅的温度灵敏度为118pm/℃左右,安装在铜制衬底上时为78pm/℃左右,而安装在树脂玻璃衬底时光纤光栅透射光谱的波形将发生改变。试验证明选择合适衬底材料可改善长周期光纤光栅波长的温度稳定性,该技术可运用于船舶进行关键参数的工程测量。     

具有温度自补偿功能的光纤光栅传感器结构

介绍了一种基于自身负应变系数的长周期光纤光栅的无源温度补偿封装技术。长周期光纤光栅在拉紧的状态下粘贴在了材料为铜或树脂玻璃的衬底材料上,衬底材料受热膨胀引起的应变变化将用来补偿温度漂移。实验结果表明,未补偿的光纤光栅的温度灵敏度为118 pm/℃左右,相对而言,安装在铜制衬底上的光纤光栅的温度灵敏度更低(78 pm/℃左右)。同时安装在树脂玻璃衬底的光纤光栅的透射光谱的波形发生了改变,实验证明这种材料的衬底可以改善长周期光纤光栅波长的稳定性。     

用于机载环境的光纤光栅压力传感器的研究

本文从理论上分析了光纤光栅的压力传感特性,提出了一种基于自由弹性变形体的光纤光栅压力传感器结构用于测量机载条件下的压力。对设计的传感器结构进行实验,压力传感器的灵敏度系数为25.1pm/MPa,而通过理论计算,压力传感器的灵敏度系数为25.9pm/MPa,相对误差仅为3%,同时它可以实现温度补偿。这种传感器适合机载条件下的压力测量。     

光纤光栅传感器在舰船结构健康监测中的应用

光纤光栅传感器是一种新型传感器,相对传统的传感器具有体积小、灵敏度高、耐高温、耐腐蚀、抗电磁干扰,能组建大规模准分布式传感网络等特点,近年来已成为结构健康检测领域中的研究热点。本文介绍光纤光栅传感器(FBG)的特点和工作原理,综述国内外光纤光栅传感器在舰船结构健康监测领域的研究现状,探讨基于光纤光栅传感器的舰船结构健康监测系统的组成和主要研究内容。     

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。     

舰船高速网络通信系统中的光纤光栅测试系统噪声优化技术

光纤光栅具有耐腐蚀、灵敏度高、抗干扰能力强等优点,是目前应用潜力最大的无源光纤器件,在高速通信领域有广泛应用。目前,新型舰船的高速网络通信系统大范围使用光纤光栅作为传感器系统和数据传输介质。本文详细介绍了舰船用光纤光栅传感器的原理与结构,建立了光纤光栅测试系统的发射波模型,并研究了舰船高速网络通信系统的噪声优化问题。     

基于光电探测器阵列的光纤布拉格光栅传感系统解调方法

比较通用线阵CCD,光电二极管阵列(PDA),CMOS成像传感器和InGaAs成像传感器的原理、特点和性能,提出基于InGaAs成像传感器的光纤光栅传感解调方法,并设计基于线阵InGaAs成像传感器的光纤光栅传感解调系统,利用该系统对应力和温度变化进行传感测量实验,验证系统的实用性。基于线阵InGaAs成像传感器的解调系统不仅测量精度和分辨率很高,响应速度快,而且从根本上改变了传统光纤光栅传感解调系统结构尺寸,光纤光栅传感解调仪工程实用化奠定了基础,具有很好的应用前景。     

船舶水润滑轴承振动状态的光纤传感监测及信号分解

为分析船舶运行过程中水润滑轴承的振动状态,对光纤光栅传感器进行封装保护,将其植入轴承橡胶轴瓦中,监测轴承的受力振动信号,并对其进行小波包分解.研究结果表明,光纤光栅传感器能适应水润滑轴承所处的恶劣工况,监测轴承的振动状态信号;采用小波包技术能快速地对轴承的低频回旋振动信号和高频摩擦振动信号进行分离.研究成果可应用于水润滑轴承的智能化设计和船舶的健康监测中.     

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。     

海底管道振动监测光纤光栅加速度传感器的研发

利用光纤光栅(FBG)作为基本传感元件,设计制作了一种基于等强度悬臂梁结构的新型光纤光栅加速度传感器,测量范围+/-2g,灵敏度540pm/g,测量频率范围0~18Hz。该加速度传感器具有良好的稳定性和较高的分辨率,抗横向干扰能力强,适合海洋平台、海底输油管道等大型油气工程结构的加速度测量和长期监测。     

高温地区大体积混凝土温控及防裂措施研究

选取5块2.5m×2.5m×1.3m的大体积混凝土试块分别模拟5种高温地区施工工况,并采用光纤光栅传感器对其温度进行长期监测,获取了不同施工工况下混凝土内部的温度分布规律。试验表明:拌和水加冰、夜间施工、分层施工和调整混凝土配合比影响混凝土温度程度不同,并根据试验结果提出防裂措施。     

FBG光纤光栅的原理和应用

简要介绍了FBG光纤光栅通过测量波长的漂移实现对被测量的检测原理及抗干扰能力强且易于在同一根光纤内集成多个传感器复用;以及FBG光纤光栅在高精度测温、高分辨率应变测量液、位测量领域的应用。     

光纤Bragg光栅传感器在智能船舶结构中的应用

光纤光栅传感器除具有一般普通光纤传感器体积小、灵敏度高、带宽宽、抗电磁干扰能力强和耐腐蚀外,还具有易集成、本征自相干性好、波长编码、可实现实时测量和分布式测量等独特优点,近年已成为新型传感及国际智能结构领域中的研究热点.文章介绍了光纤Bragg光栅传感器的基本原理,综述了其在国外船舶结构中的应用,分析了光纤Bragg光栅传感器在信息化智能舰船中能起到的作用和在智能船舶结构中应用的关键技术.     

光线光栅传感技术在板桩码头教学模型的监测位置选择与实施

码头全寿命周期中的监测数据对研究码头的受力状态和结构特点有着重要意义。本文以巴基斯坦某军事造船厂码头为原型建立缩尺比码头教学模型,根据板桩码头结构运营荷载分布规律,设计埋设光纤光栅传感器,研究了光纤布拉格光栅(光纤光栅)传感器在板桩码头上的安装工艺和保护措施,通过模型试验观测结构应变状态。研究成果可为沿海板桩码头的结构健康监测系统建设方案提供参考。     

光纤光栅传感器在桥梁预应力监测中的应用研究

概述了光纤光栅传感器的基本原理及特点,重点阐述了在桥梁预应力监测中光纤光栅传感器和电阻应变片的对比实验研究,实验结果表明光纤光栅应变传感器相对于电测系统传感器具有精度高,抗干扰能力强,长期稳定性高等特点,能够实现对工程结构的实时在线监测.     

光纤光栅传感技术在港机金属结构检测中的应用

设备金属结构的状态监测与故障诊断技术不断发展,温度检测、超声波探测、传感器测量、频谱分析、时域分析、应力云图计算、声发射检测等技术得到了广泛应用,目前又开始采用光纤光栅传感技术检测港口机械金属结构。1光纤光栅传感技术的优势光纤光栅传感技术是一种先进的波长调制     

光纤光栅传感器应变和温度交叉敏感问题

解决光纤光栅传感器波长信号的交叉敏感问题,实现温度和应力的区分测量是光纤光栅传感器应用中的一个必须面对的问题。文章从理论上分析了引起交叉敏感的物理机制,全面地介绍了国内外各种解决此问题方案及最新进展,并对各种方案的其主要特点进行了分析。     

基于光纤光栅传感的铁路异物侵限监测系统研究

随着我国铁路建设进入快速发展时期,对铁路安全运输提出了更高的要求,建立铁路异物侵限监测系统显得很有必要。由此提出用光纤布喇格光栅应力传感器替代传统的电类传感器,分析了光纤布喇格光栅应力传感器的工作原理,设计了基于光纤光栅传感的铁路异物侵限监测系统并分析了预警过程。所设计的铁路异物侵限监测系统实现了分布式测量、光缆传输、系统集成、实时监测、在线控制等功能,为列车安全运行提供了可靠保障。     

基于光栅传感器的舰船舱室温湿度监测系统设计

由于传统监测系统温湿度采集和感应不稳定,导致监测数据存在严重偏差,设计基于光栅传感器的舰船舱室温湿度监测系统。安装无线通信网络和光栅传感器,改装系统电路连接结构。利用光栅传感器实现实时环境参数的稳定感应与采集,通过无线通信网络将温湿度感应数据传输到上位机,经过计算后显示输出结果,实现对舰船舱室环境温湿度的监测。通过系统功能测试发现与传统监测系统相比,设计监测系统在温度和湿度2个方面的监测偏差均有所下降。     

基于AVR单片机的光纤光栅解调系统研究

提出一种借助于光纤Fabry-Perot腔的光纤光栅实现的解调方案。详细阐述了光纤Fabry-Perot腔的工作机理和特点,分析了光纤光栅的测温原理。解调系统用AT90S8535单片机进行数据采集和处理,详细阐述了其硬件和软件的设计实现。