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基于铰链杠杆结构光纤光栅温度压力传感器
1
作者 刘强 马超 +5 位作者 魏淑辉 刘伟 王建鑫 吕靖薇 吕婷婷 刘超 《中国光学(中英文)》 北大核心 2025年第1期63-69,共7页
本文设计了一种高灵敏度温度和压力传感器。该传感结构利用膜片将压力传递给双铰链杠杆结构,采用光纤布拉格光栅(FBG1)作为应变传感器实现压力的测量。此外,双铰链杠杆的引入有效提升了传感器的压力测量灵敏度。仿真和实验测量结果证实... 本文设计了一种高灵敏度温度和压力传感器。该传感结构利用膜片将压力传递给双铰链杠杆结构,采用光纤布拉格光栅(FBG1)作为应变传感器实现压力的测量。此外,双铰链杠杆的引入有效提升了传感器的压力测量灵敏度。仿真和实验测量结果证实,该传感器在0~18 MPa的测量范围内,灵敏度达到453.16 pm/MPa。同时,将另外一支光纤布拉格光栅(FBG2)粘贴在杠杆上,以消除压力测量过程中的温度交叉敏感问题,从而实现温度和压力的同时测量。在25~65℃测量范围内,温度灵敏度为10.41 pm/℃。由于光纤传感器的抗电磁干扰特性,该类传感器可用于苛刻环境中的温度和压力测量。 展开更多
关键词 压力传感器 光纤布拉格光栅 铰链杠杆结构 温度传感器
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三元乙丙橡胶基底分布式光纤布里渊散射漏油传感器的研究
2
作者 尉婷 吴冰冰 +2 位作者 刘颖刚 罗俊 罗小东 《传感技术学报》 北大核心 2025年第2期368-372,共5页
研制了一种基于BOTDA技术的三元乙丙橡胶基底的分布式光纤布里渊散射油敏传感器,可在分钟量级精准检测并定位小规模漏油事件,灵敏度高,可重复使用。将三元乙丙橡胶(EPDM)基底的油敏传感器沿模拟输油管线下方油槽内铺设,用布里渊光时域... 研制了一种基于BOTDA技术的三元乙丙橡胶基底的分布式光纤布里渊散射油敏传感器,可在分钟量级精准检测并定位小规模漏油事件,灵敏度高,可重复使用。将三元乙丙橡胶(EPDM)基底的油敏传感器沿模拟输油管线下方油槽内铺设,用布里渊光时域分析仪(BOTDA)实时监测浸油后传感光纤中布里渊散射频移,测试数据表明布里渊散射频率随时间响应灵敏度为2.5 MHz/min,可在2 min内发现并定位漏油事件,空间分辨率为1 m,漏油传感器可重复使用。实验证明该油敏传感器在长距离输油管线、油库等需长期分布式实时漏油监测的应用具有可行性。 展开更多
关键词 光纤布里渊散射 分布式光纤油敏传感器 漏油传感 三元乙丙橡胶 BOTDA
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内嵌式光纤布拉格光栅传感器智能钢绞线有效预应力监测技术的工程应用
3
作者 贾俊峰 侯智献 +3 位作者 杜瑞民 王蕾 白石 李小龙 《济南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期228-237,244,共11页
为了解决实际工程中预应力混凝土结构体内有效预应力无法监测的问题,根据光纤布拉格光栅传感器在结构健康监测中具有精度高、实时性强等优点,探讨内嵌式光纤布拉格光栅传感器智能钢绞线有效预应力监测技术的工程应用;通过对该智能钢绞... 为了解决实际工程中预应力混凝土结构体内有效预应力无法监测的问题,根据光纤布拉格光栅传感器在结构健康监测中具有精度高、实时性强等优点,探讨内嵌式光纤布拉格光栅传感器智能钢绞线有效预应力监测技术的工程应用;通过对该智能钢绞线开展拉伸试验,检验智能钢绞线的拉伸强度、线性度等参数;以云南省某高速公路预应力混凝土T梁桥示范工程为例,同时监测预应力混凝土T梁桥正、负弯矩区智能钢绞线张拉过程中智能钢绞线内的有效预应力,得到正弯矩区混凝土弹性压缩、智能钢绞线与孔道间摩擦、锚具变形和智能钢绞线内缩造成的预应力损失,并与千斤顶张拉应力及预应力损失的规范理论计算值对比。结果表明:该智能钢绞线力学性能和线性度良好,并且应变灵敏度系数即每微应变波长的变化值为1.22~1.26 pm,与应变灵敏度系数的理论值1.21 pm相差较小;相对于千斤顶张拉应力及有效预应力的规范理论计算值,预应力混凝土T梁桥正、负弯矩区智能钢绞线张拉过程中各测点处光纤布拉格光栅传感器监测应力的最大误差不超过3.86%,并且与预应力损失的规范理论计算值相比,该智能钢绞线在各测点处的预应力损失监测值误差较小;该智能钢绞线表现出良好的可靠性和稳定性,能满足实际工程需求。 展开更多
关键词 结构健康监测 有效预应力 智能钢绞线 光纤布拉格光栅传感器 工程应用
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基于半球形空气耦合的光子晶体光纤折射率传感器
4
作者 高朋 周毓婷 +3 位作者 曹艺博 王宏博 王志远 王子木 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第8期97-100,共4页
提出了一种半球形空气耦合的光子晶体光纤(PCF)马赫-曾德折射率传感器。该传感结构是将单模光纤制成的半球形结构和PCF分别插入石英插芯中,调整石英插芯中间空气腔距离为0.11mm,进行了折射率传感实验。实验结果表明:折射率在1.3360~1.3... 提出了一种半球形空气耦合的光子晶体光纤(PCF)马赫-曾德折射率传感器。该传感结构是将单模光纤制成的半球形结构和PCF分别插入石英插芯中,调整石英插芯中间空气腔距离为0.11mm,进行了折射率传感实验。实验结果表明:折射率在1.3360~1.3480的范围内,干涉谱谐振谷波长漂移的最高灵敏度为37.67nm/RIU。本文提出的空气耦合结构能够完全保留PCF空间结构,具有更好的可重复性与应用前景。 展开更多
关键词 马赫曾德干涉仪 光子晶体光纤 折射率传感器 半球形空气耦合
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基于圆环结构的灵敏度可调光纤光栅应变传感器 被引量：1
5
作者 张媛媛 李瑞亚 +2 位作者 黄俊 魏莉 谭跃刚 《光通信技术》 北大核心 2025年第2期1-6,共6页
为了满足不同场合的应变测量需求,提出了一种基于圆环结构的灵敏度系数可调光纤光栅(FBG)应变传感器。通过调节弹性基片上圆环的几何参数来实现灵敏度的灵活调控,同时利用温度补偿FBG消除环境温度变化对测量结果的干扰。建立了传感器的... 为了满足不同场合的应变测量需求,提出了一种基于圆环结构的灵敏度系数可调光纤光栅(FBG)应变传感器。通过调节弹性基片上圆环的几何参数来实现灵敏度的灵活调控,同时利用温度补偿FBG消除环境温度变化对测量结果的干扰。建立了传感器的理论模型,并研制出一种减敏型FBG应变传感器,通过有限元仿真和实验验证了该传感器的测量性能。实验结果表明:该传感器在±3000με量程范围内的灵敏度为0.49 pm/με,线性相关系数达到0.99以上;同时,其重复性误差为0.68%,迟滞误差为2.96%,显示出良好的稳定性和可靠性。 展开更多
关键词 光纤传感 光纤光栅 应变传感器 灵敏度 温度补偿
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基于S型微纳光纤的声带振动传感器及语音智能识别研究 被引量：1
6
作者 王智君 黄嵊釉 +5 位作者 李昆 杨杨 陈复旦 罗彬彬 吴德操 邹雪 《光子学报》 北大核心 2025年第5期21-32,共12页
使用聚二甲基硅氧烷作为传感器衬底嵌入直径为4μm,弯曲半径为1 mm的S型微纳光纤,研制了一种可穿戴的声带语音识别柔性传感器。该传感器通过人体发声时声带产生振动引起传感器的光强度变化将其转变为电信号的变化从而可以实现声带振动... 使用聚二甲基硅氧烷作为传感器衬底嵌入直径为4μm,弯曲半径为1 mm的S型微纳光纤,研制了一种可穿戴的声带语音识别柔性传感器。该传感器通过人体发声时声带产生振动引起传感器的光强度变化将其转变为电信号的变化从而可以实现声带振动信号的识别。利用目标检测算法模型对26个英文字母的识别率为96.8%,对日常词汇的识别率为97.75%,凸显了传感器在语音识别方面的普适性。该传感器具有制作简便,快速振动响应(222 ms)、可重复性且稳定性好等特点,在医疗领域和健康监测中具有潜在的应用价值。 展开更多
关键词 微纳光纤 声带振动 语音识别 目标检测算法 可穿戴传感器
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光纤传感器在空气动力与水动力学测试中的应用(特邀)
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作者 陈巧玲 冉曾令 +7 位作者 王雨旗 姚为益 袁祥凯 胡义磊 于佳卉 阮晓雪 陈云飞 肖彦波 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第4期175-189,共15页
随着空气动力和水动力领域的快速发展,对传感技术要求不断提升。传统传感器常受到体积、灵敏度、耐用性、工作环境等因素的限制,难以满足日益增长的空气动力学和水动力学的测试需求。光纤传感技术作为一种新型传感技术,凭借抗电磁干扰... 随着空气动力和水动力领域的快速发展,对传感技术要求不断提升。传统传感器常受到体积、灵敏度、耐用性、工作环境等因素的限制,难以满足日益增长的空气动力学和水动力学的测试需求。光纤传感技术作为一种新型传感技术,凭借抗电磁干扰、微型化、高精度、适宜复杂环境以及可远程监测等优势,在空气动力学和水动力学测试领域展现出巨大的应用潜力。以下综述了光纤传感器在空气动力测试和水动力测试领域的最新研究进展与应用。首先介绍了光纤应变传感器的工作原理和常见类型,包括光纤光栅传感器和光纤法布里-珀罗传感器;接着分析了不同传感器在空气动力学测试和水动力测试中的应用,依据其传感原理的不同进行分类,重点探讨了光纤传感器在风洞实验中的力测量技术和结构应变监测技术的研究进展;最后对光纤传感器在空气动力和水动力测试中的应用现状进行总结,分析目前光纤传感器在空气动力学测试和水动力测试中实用化过程中需要解决的问题,并对未来的研究方向进行展望,为光纤传感器在空气动力和水动力测试领域的发展提供了参考。 展开更多
关键词 空气动力测试 水动力测试 光纤传感器 光纤天平 结构应变
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用于冲击波测量的硅MEMS光纤法珀压力传感器
8
作者 殷建雄 王军 +3 位作者 王昊星 万顺 刘佳 贾平岗 《中国光学(中英文)》 北大核心 2025年第3期452-459,共8页
本文提出了一种基于微机电系统(MEMS)的光纤法布里-珀罗压力传感器,可用于冲击波等瞬态压力测量。该传感器敏感单元由深反应离子刻蚀(DRIE)后的单晶硅和BF33玻璃晶圆通过阳极键合制成,并通过激光熔接技术实现光纤与敏感单元的无胶化集... 本文提出了一种基于微机电系统(MEMS)的光纤法布里-珀罗压力传感器,可用于冲击波等瞬态压力测量。该传感器敏感单元由深反应离子刻蚀(DRIE)后的单晶硅和BF33玻璃晶圆通过阳极键合制成,并通过激光熔接技术实现光纤与敏感单元的无胶化集成。通过搭建信号解调实验平台,对静态和动态压力环境下的传感器性能进行测试。实验结果表明,该传感器在0~10 MPa压力范围内具有良好的线性响应,满量程非线性误差为0.41%,迟滞为0.37%,传感器的上升时间为8.5μs。该传感器具备抗电磁干扰、可批量化制备、一致性高、成本低等优点,理论谐振频率为1.39 MHz,展示了其在爆炸场等恶劣环境下进行动态压力测量的良好应用前景。 展开更多
关键词 法布里-珀罗 冲击波 光纤传感器 压力测量
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光纤SPR检测曲率、位移和应变的传感器研究进展
9
作者 石晨 滕平平 +5 位作者 王锐 杨欣宇 温兴月 鲁楠 杨兴华 孟霆 《激光杂志》 北大核心 2025年第7期1-10,共10页
光纤SPR检测物理量传感器是一种基于表面等离子体共振(SPR)的光纤传感器,在传感区未施加特殊温敏材料的情况下,光纤SPR传感器对温度变化的响应较弱,这使得光纤SPR传感器具有独特的优势,能够减少外界温度变化引发的交叉干扰。本文对光纤... 光纤SPR检测物理量传感器是一种基于表面等离子体共振(SPR)的光纤传感器,在传感区未施加特殊温敏材料的情况下,光纤SPR传感器对温度变化的响应较弱,这使得光纤SPR传感器具有独特的优势,能够减少外界温度变化引发的交叉干扰。本文对光纤SPR传感器的基本原理、结构和传感方式进行相关介绍,重点介绍了不同结构光纤SPR探针的制备过程,并介绍起对曲率、位移和应变物理量的传感检测。此外,总结了当前光纤SPR检测物理量传感器面临的挑战和未来的发展方向,进一步就如何提高光纤SPR传感器的性能进行了相关讨论。 展开更多
关键词 光纤SPR 曲率传感 位移传感 应变传感 光纤传感器
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灵敏度可调的基片式光纤光栅应变传感器
10
作者 梁俊喜 常莹 +4 位作者 李元浩 陶雍正 刘佳 贾平岗 安国文 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第7期312-321,共10页
针对应变测试工况对传感器灵敏度和负量程实时可调的需求,提出了一种基于可调应变片式的光纤光栅(FBG)应变传感器,并对该传感器的灵敏度调节和温度补偿原理进行了理论推导,同时该传感器通过实时改变封装基底结构,可实现负应变量程调节... 针对应变测试工况对传感器灵敏度和负量程实时可调的需求,提出了一种基于可调应变片式的光纤光栅(FBG)应变传感器,并对该传感器的灵敏度调节和温度补偿原理进行了理论推导,同时该传感器通过实时改变封装基底结构,可实现负应变量程调节。实验结果表明,当传感器安装长度L与FBG的粘接长度L_(FBG)相同时,传感器灵敏度为0.594 pm/με,重复性误差为0.75%,迟滞误差为1.377%,通过改变L/L_(FBG)的比值可实现灵敏度从0.350~1.283 pm/με范围内调节,调节后实验灵敏度与理论灵敏度误差值小于4%。通过调节滑片实现了在不同灵敏度下的负量程调节。经温度补偿校正后,监测应变与实际应变的误差不超过3.1%。该研究为实际复杂工况下不同的应变测试需求提供了技术指导。 展开更多
关键词 光纤传感 光纤光栅 应变传感器 可调灵敏度 可调负量程
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基于光纤光栅传感器的支撑结构热力解耦测试
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作者 邵一诺 孙自强 +3 位作者 王朕 芦吉云 何子凡 罗滢 《压电与声光》 北大核心 2025年第2期391-397,共7页
针对支撑结构在载荷作用下产生轴力变化而影响结构安全性的现象,提出了应用光纤布喇格光栅传感器进行支撑结构状态监测方法。通过载荷设计、传感器安装、多路传感器监测、应变数据处理及热力解耦与修正,实现了结构应变状态与轴力的实时... 针对支撑结构在载荷作用下产生轴力变化而影响结构安全性的现象,提出了应用光纤布喇格光栅传感器进行支撑结构状态监测方法。通过载荷设计、传感器安装、多路传感器监测、应变数据处理及热力解耦与修正,实现了结构应变状态与轴力的实时监测。试验结果说明,当温度变化超过10℃时,测量应变与载荷变化吻合较好。轴力计算结果与人工测量方法的误差低于8%,验证了应变修正方法的正确性。该方法可满足气温动态变化环境下支撑结构轴力监测的需求,为土木领域相关研究提供了重要的试验参考。 展开更多
关键词 光纤光栅传感器 热力耦合 轴力监测 温度 应变
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光纤光栅传感器在固体发动机药柱内部应变监测中的应用
12
作者 张焘 李海阳 +3 位作者 申志彬 吴国夫 卞云龙 王立民 《国防科技大学学报》 北大核心 2025年第1期59-66,共8页
针对固体发动机药柱结构内部应变响应测量难题,提出了一种基于光纤光栅传感器的内埋式应变测量方法。设计了内埋光纤光栅应变传感器的试验器并对其开展了冷增压试验,获得了试验器药柱内部环向应变与轴向应变值。试验结果表明,提出的测... 针对固体发动机药柱结构内部应变响应测量难题,提出了一种基于光纤光栅传感器的内埋式应变测量方法。设计了内埋光纤光栅应变传感器的试验器并对其开展了冷增压试验,获得了试验器药柱内部环向应变与轴向应变值。试验结果表明,提出的测试方法可以获取药柱内部的环向和轴向应变。研究成果可为光纤光栅传感器在固体发动机药柱结构测量中的进一步应用奠定基础,为固体发动机监测技术的发展与应用提供参考。 展开更多
关键词 固体火箭发动机 固体推进剂 光纤光栅传感器 应变测量 结构健康监测
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基于光纤传感技术的海洋结构冰力传感器研发及应用
13
作者 李伟 呼文佳 +3 位作者 张伟明 贾帅 王欣 张大勇 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第20期8571-8582,共12页
因传统的冰力测量方法存在稳定性和可靠性的局限,而光纤传感技术具有高灵敏度和抗干扰能力,研发了一种基于光纤传感技术的冰力传感器,并评估其在海洋结构现场应用中的有效性。基于光纤传感技术的基本原理和冰力传感器的设计要求,详细描... 因传统的冰力测量方法存在稳定性和可靠性的局限,而光纤传感技术具有高灵敏度和抗干扰能力,研发了一种基于光纤传感技术的冰力传感器,并评估其在海洋结构现场应用中的有效性。基于光纤传感技术的基本原理和冰力传感器的设计要求,详细描述了传感器的研究、设计与安装过程,包括弹性元件的设计计算、光纤传感器的选择与布置、以及数据采集系统的构建,以确保满足冰力测量的精度要求,并在渤海北部海域的观测站进行一个冬季现场冰力测量。成功收集并分析现场冰力数据,评估了传感器的实际监测效果。实验结果表明:该系统在实际应用中表现出良好的稳定性和可靠性,所研发的光纤冰力传感器为海洋工程现场的冰力测量提供了新的可靠技术手段,为进一步的结构健康监测研究奠定了基础。 展开更多
关键词 光纤传感技术 冰力传感器 现场冰力测量 极值静冰力
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一种基片式低温敏光纤EFPI应变传感器
14
作者 沈浩凯 谢雷 +2 位作者 吴俊 周世良 陈廷锐 《仪表技术与传感器》 北大核心 2025年第7期6-11,106,共7页
为了满足结构健康监测系统中的长期精准应变测量需求,降低温度对传感器的影响,同时将微小应变放大。研制了一种改进基片型光纤EFPI应变传感器,理论分析了传感器的传感原理,通过仿真计算验证了增敏倍数,并在此基础上完成了传感器的封装... 为了满足结构健康监测系统中的长期精准应变测量需求,降低温度对传感器的影响,同时将微小应变放大。研制了一种改进基片型光纤EFPI应变传感器,理论分析了传感器的传感原理,通过仿真计算验证了增敏倍数,并在此基础上完成了传感器的封装制作与性能测试。结果表明:新型增敏结构将应变放大了约1.67倍。2个传感器样品的应变灵敏度分别为2.475 pm/με、2.321 pm/με,线性度分别为0.58%、0.32%,线性拟合度均高达0.999,表明2个传感器具有良好的重复性;温度灵敏度分别为1.71 pm/℃、1.63 pm/℃,应变-温度交叉系数分别为0.693με/℃、0.702με/℃,表现出较小的温度串扰效应。该传感器在结构应变测量中具有应用价值。 展开更多
关键词 应变测量 应变传感器 光纤 法布里-珀罗 基片式 灵敏度
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基于MEMS光纤传感器的油浸式电流互感器在线监测技术
15
作者 沈畅 贾雅君 +1 位作者 金之俭 江俊杰 《电测与仪表》 北大核心 2025年第9期166-175,共10页
针对气相色谱法存在需定期取油样、监测不连续等不足,提出并研究了一种基于微机电系统(micro-electro-mechanical systems,MEMS)光纤传感技术的油浸式电流互感器在线监测新方案。文中介绍了一种集成了温度-压力和氢气-乙炔检测模块的MEM... 针对气相色谱法存在需定期取油样、监测不连续等不足,提出并研究了一种基于微机电系统(micro-electro-mechanical systems,MEMS)光纤传感技术的油浸式电流互感器在线监测新方案。文中介绍了一种集成了温度-压力和氢气-乙炔检测模块的MEMS光纤传感器。利用有限元仿真构建了油浸式电流互感器的电磁模型,通过对比安装传感器前后油浸式电流互感器的电磁分布和二次电流波形,说明了该方案的理论可行性。通过热-流耦合仿真研究了绝缘油的温度分布和流动特性,论证了取油口处传感器监测故障气体的有效性。最后,搭建了110 kV三相油浸式电流互感器MEMS光纤在线监测系统,通过现场实验验证了基于MEMS光纤传感器在线监测方案的有效性。该系统实现了110 kV三相电流互感器的油温、油压、氢气、乙炔参数的实时获取,成功监测到一起B相油中溶解氢气含量超标的事故,在早期故障监测和预防方面表现出巨大潜力。 展开更多
关键词 油浸式电流互感器 在线监测 多物理场仿真 MEMS光纤传感器
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基于ISSA-KELM的光纤光栅加速度传感器温度补偿研究
16
作者 姚言雨 熊鸣 +1 位作者 王丽婕 高超飞 《仪表技术与传感器》 北大核心 2025年第4期15-20,24,共7页
针对光纤光栅加速度传感器测量时会同时受到温度和加速度影响的问题,提出了基于改进麻雀搜索算法(ISSA)优化KELM神经网络的温度补偿模型。首先,在麻雀搜索算法(SSA)的位置更新中引入改进的自适应收敛因子与沙猫群优化策略、可变螺旋搜... 针对光纤光栅加速度传感器测量时会同时受到温度和加速度影响的问题,提出了基于改进麻雀搜索算法(ISSA)优化KELM神经网络的温度补偿模型。首先,在麻雀搜索算法(SSA)的位置更新中引入改进的自适应收敛因子与沙猫群优化策略、可变螺旋搜索策略、扰动算子和莱维飞行策略。其次,将ISSA与SSA、鲸鱼优化算法(WOA)等5种优化算法进行基准测试函数对比。最后,利用ISSA优化KELM神经网络的正则化系数和高斯核参数,进行温度补偿实验。仿真实验与温度补偿实验结果表明:ISSA的稳定性和寻优精度最佳,ISSA-KELM可以最准确地预测温度和加速度并降低温度加速度交叉敏感引起的误差,验证了模型的有效性。 展开更多
关键词 麻雀搜索算法 KELM神经网络 光纤光栅加速度传感器 温度补偿
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基于弯曲光纤模式干涉仪的盐度传感器
17
作者 张晓峻 颜士豪 +3 位作者 于小航 田可 黄吉扬 姜海丽 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第9期68-70,75,共4页
提出了一种基于弯曲光纤模式干涉原理的高灵敏度盐度测量方法,通过使用标准单模光纤(SMF)SMF—28和石英毛细管构建气球形结构,优化弯曲半径至5.1 mm,实现纤芯与包层模式的高效干涉。实验结果表明:在1550 nm波长下,传感器对0%~25%盐度检... 提出了一种基于弯曲光纤模式干涉原理的高灵敏度盐度测量方法,通过使用标准单模光纤(SMF)SMF—28和石英毛细管构建气球形结构,优化弯曲半径至5.1 mm,实现纤芯与包层模式的高效干涉。实验结果表明:在1550 nm波长下,传感器对0%~25%盐度检测表现出良好性能,在高盐度溶液检测中具有明显的优势,为盐度测量提供了一种高性价比的光纤传感技术方案。 展开更多
关键词 弯曲光纤模式干涉仪 盐度测量 光纤传感器
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基于OTDR的弹簧式光纤应变传感器研发与测试
18
作者 段文聪 李英明 +3 位作者 陶强胜 乔斌 刘少泽 安俊鹏 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第6期67-72,共6页
为精确监测沥青路面结构的应变变化动态规律,基于光时域反射(OTDR)测量技术,通过理论分析、数值模拟和实验测试研制了一种以弹簧式光纤螺旋缠绕结构为核心传感元件的应变传感器,并完成结构封装、标定与准分布式应用研究。结果表明:传感... 为精确监测沥青路面结构的应变变化动态规律,基于光时域反射(OTDR)测量技术,通过理论分析、数值模拟和实验测试研制了一种以弹簧式光纤螺旋缠绕结构为核心传感元件的应变传感器,并完成结构封装、标定与准分布式应用研究。结果表明:传感器的损耗和灵敏度主要与弹簧的节距、直径和缠绕圈数有关,初始损耗随着弹簧的节距和直径增大而减小,初始灵敏度表现出一种双重趋势:一方面随着初始直径的减小而逐渐增大,另一方面随着初始节距的增加呈现出先增加后减小之趋势;当弹簧直径10.5 mm、节距13.5 mm、有效圈数3圈时,灵敏度和初始损耗分别为2.104和1.373 dB;在“加—卸载”标定试验中,传感器表现出良好的线性正相关关系;此外,传感器串联可实现准分布式监测。 展开更多
关键词 光时域反射技术 传感器研制 分布式光纤 弹簧
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基于光纤布拉格光栅的压力式海洋波浪高度传感器
19
作者 刘兆坤 杜大伟 +5 位作者 赵强 陈东营 惠力 张文 孙鹏 郭风祥 《光子学报》 北大核心 2025年第4期150-161,共12页
波浪的实测数据对海浪模型校准、海上生产实践以及海洋灾害预防具有重要作用。提出了一种基于光纤布拉格光栅的压力式海洋波浪高度传感器,实现对海洋波浪高度的实时测量。采用有限元分析对传感器结构进行优化设计,并对传感器的测量原理... 波浪的实测数据对海浪模型校准、海上生产实践以及海洋灾害预防具有重要作用。提出了一种基于光纤布拉格光栅的压力式海洋波浪高度传感器,实现对海洋波浪高度的实时测量。采用有限元分析对传感器结构进行优化设计,并对传感器的测量原理进行理论分析。通过标定实验可知该波浪高度传感器的压力灵敏度为-9.486 nm/MPa,有效测量量程为0~0.3 MPa。针对传统零线提取方法存在的零点遗漏问题,提出了基于平滑先验方法的波浪零线选取方法,实现零点动态选择,该方法在复杂海洋条件下表现出更好的适用性。外场实验结果表明,该波浪高度传感器各波高特征值的变化趋势与SBF3-2型波浪浮标的测量结果一致,两者相关系数均高于0.85,验证了光纤布拉格光栅海洋波浪高度传感器的可行性。该传感器具有水下无源、抗电磁干扰、信号传输速度快的特点,可为近岸波高测量提供一种新的光学测量方法,具有良好的应用前景。 展开更多
关键词 光纤布拉格光栅 波高传感器 压力测量 海岸监测 海洋波浪
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微纳光纤振动传感器设计与制作
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作者 朱江转 陈晓雯 +2 位作者 徐思雨 张示城 许飞 《实验室研究与探索》 北大核心 2025年第9期59-62,74,共5页
为弥补现有声波传感器易受电磁干扰和环境影响的缺陷,设计制作了一种锥形微纳光纤振动传感器。通过多次对照重复实验,分别测量了相同声强条件下20~20000 Hz声波频率范围内的声波响应,以及800 Hz固定频率下不同声强对应的振幅变化,随后,... 为弥补现有声波传感器易受电磁干扰和环境影响的缺陷,设计制作了一种锥形微纳光纤振动传感器。通过多次对照重复实验,分别测量了相同声强条件下20~20000 Hz声波频率范围内的声波响应,以及800 Hz固定频率下不同声强对应的振幅变化,随后,利用软件对实验数据进行处理与分析。实验结果表明,该传感器检测的声波频率与实际声波频率、声波振幅与实际声强均高度吻合,示波器显示的检测波形具有良好的周期性。 展开更多
关键词 微纳光纤 振动传感器 氢气火焰高温拉伸 聚二甲基硅氧烷薄膜
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