基于光纤Bragg光栅的缆索和索端锚头应力测量方法

为了防止缆索护栏由于索端锚头或缆索松动而不能起到应有的保护作用,采用一种基于光纤Bragg光栅非电量测量方法对其所受应力进行测量。将光纤Bragg光栅分别布设于缆索护栏的索端锚头刻槽内和缆索钢丝表面,通过破坏性拉伸试验与压力试验,得到应力与光纤Bragg光栅中心波长移位的数学关系。结果表明：拉伸时索端锚头处光纤Bragg光栅灵敏度为2×10-6μm.kN-1,缆索处光纤Bragg光栅灵敏度为6×10-6μm.kN-1;受压时索端锚头处光纤Bragg光栅传感器灵敏度为4×10-6μm.kN-1;光纤Bragg光栅传感器的测量量程和测量精度均能满足对缆索护栏监测的要求。     

光栅尺工作原理及维修实例

现代数控机床的加工精度越来越高,作为数控机床的重要组成部分检测元件和检测系统的精度就尤为重要,检测元件中以光栅尺和编码器比较普遍。位置检测装置其作用就是检测位移量,并发出反馈信号与数控装置发出的指令信号相比较,若有偏差,经放大后控制执行部件使其向着消除偏差的方向运动,直至偏差等于零为止。     

Low cost two dimension navigation using an augmented Kalman filter/Fast Orthogonal Search module for the integration of reduced inertial sensor system and Global Positioning System

Due to their complementary characteristics, Global Positioning System (GPS) is integrated with standalone navigation devices like odometers and inertial measurement units (IMU). Recently, intensive research has focused on utilizing Micro-Electro-Mechanical-System (MEMS) grade inertial sensors in the integration because of their low-cost. In this study, a low cost reduced inertial sensor system (RISS) is considered. It consists of a MEMS-grade gyroscope and the vehicle built-in odometer. The system works together with GPS to provide 2D navigation for land vehicles. With adequate accuracy, Kalman filter (KF) is the commonly used estimation technique to achieve the data fusion of GPS and inertial sensors in case of high-end IMUs. However, due to the inherent error characteristics of MEMS grade devices, MEMS-based RISS suffers from the non-stationary stochastic sensor errors and nonlinear inertial errors, which cannot be handled by KF and its linear error models. To overcome the problem, Fast Orthogonal Search (FOS), a nonlinear system identification technique, is suggested for modeling the higher order RISS errors. As a general-purpose numerical method, FOS algorithm has the ability to figure out the system nonlinearity efficiently with a tolerance of arbitrary stochastic system noise. Even using online short-term training data, this method is still able to build an accurate nonlinear model that predicts the system dynamics. Motivated by the above merits, an augmented KF/FOS module is proposed by cascading FOS algorithm to a traditional KF structure. By estimating and reducing both linear and nonlinear RISS errors, the proposed method is supposed to offer substantial enhancement on the positioning accuracy of MEMS-based RISS during GPS outages. In order to examine the effectiveness of the proposed technique, the KF/FOS module is applied on the low cost RISS together with GPS in a land vehicle for several road test trajectories. The performance of the proposed method is compared to KF-only solution, both assessed with respect to a reference offered by a high-end solution. The experimental results confirm that KF/FOS module outperforms KF-only method. The results also show the applicability of the proposed method for real-time vehicle applications.     

轿车后轮轴承早期剥落失效特性与机理研究

研究了轿车后轮轴承的早期失效。通过对２００套失效轴承的统计分析发现，在轿车每个后轮的一对轴承中，早期失效大多发生在外列一承，主要失效形式为承内外圈滚道的等间距分布的严重条状剥落和随机分布的大端疲劳剥落。提出了基于轴向游隙关系的后轮轴承失效机理模型；轿车两后轮轴承对的工作游的差异是导致两轮外侧小轴承的出现早期失效的主要原因。当轿车转弯、侧倾行驶、或者两后轮路谱有较大的差异时，与后桥连为一体的两个后轮     

一种新型平行钢丝智能拉索

在制备纤维增强塑料(FRP)筋的过程中,沿筋长度方向埋入光纤Bragg光栅传感器,制成了光纤光栅-纤维增强塑料复合筋(FRP-OFBG筋)。拉索制作过程中,将FRP-OFBG筋布设到平行钢丝拉索中,并利用冷铸锚锚杯内的环氧砂浆固定FRP筋的两端,得到一种新型平行钢丝智能拉索。利用智能筋与平行钢丝的协调变形,实现拉索的应力应变测量,监测拉索的工作状态。试验结果证明,该方法是可行的、有效的,且采用光栅传感器测量拉索应变测量精度较高。     

微波光子滤波器

微波光子滤波器能够实现在光域内直接对射频信号的处理,并且较易实现可调谐性和传输函数的快速重构,从而成为微波光子学的一个重要研究内容．本文综合评述了不同光源的微波光子滤波器和基于FBG的不同微波光子滤波器结构,并分析比较了各自的功能特点和不足．     

深海耐压结构健康监测实时安全评估方法和试验验证

文中提出了一种可直接用于深海耐压结构健康监测系统的结构强度安全性评估算法,该算法基于实时监测数据、结构基准状态和系统测量误差,与常规方法相比不需要建立监测对象结构模型.研究出的结构安全性实时评估方法在耐压结构模型压力筒破坏试验中进行了验证,结果表明,结构健康监测系统在耐压结构破坏前发出了报警信息,与常规基于模型的结构安全性评估方法相比,报警压力值提高了0.76 MPa,对深海耐压结构的使用具有重要的工程价值.     

FBG应变传感器在隧道长期健康监测中的应用

隧道结构长期运营安全监测需要采用长效性好的传感测试技术,近年发展起来的光纤光栅传感器是一种数字式的光纤传感技术,具有长期稳定性好、测量精度高和适宜远程监测等优点。将光纤光栅传感器应用于厦门翔安隧道结构健康监测系统,实现了对二次衬砌混凝土应变的长期监测。结果表明光纤光栅传感器测量数据稳定可靠,监测效果良好。     

桥梁结构在线健康监测预警系统Ⅰ——监测评估预警体系和模块设计

针对不同桥梁的特点,在参照国家有关技术规程规范的要求和相关研究成果的基础上,研究提出了运营桥梁在线健康监测及状态评估的指标体系,讨论了传感器布置的原则及一般的应力、位移传感器布置方案,给出了系统设计的模块框图及顶层数据流程图.所提出的桥梁在线健康监测状态评估的指标体系、结构应力、位移传感器布置及系统的模块设计,对营运中的桥梁监测与养护管理具有重要的指导意义和实用价值.     

光纤光栅技术在桥梁测试中的应用研究

光纤光栅技术是一种新型的桥梁测试技术.概述光纤光栅传感器的基本原理、特点以及国内外研究应用情况;研究光纤光栅技术在拉索索力长期监测中的应用,开发了长期稳定性好、不受电磁场干扰、可实现分布式测量以及适宜远距离传输的光纤光栅测力环,并将成果应用于郑西客运专线提篮拱桥拉索索力长期监测;研究光纤光栅技术在大跨度桥梁动应力测试中的应用,选用灵敏度高、动态性能好的夹持式光纤光栅应变传感器,用于武汉天兴洲长江大桥通车鉴定试验动应力测试中.工程实例显示测试效果较好.同时,探讨光纤光栅传感器在桥梁应用过程中存在的问题并展望其应用前景.