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面向肺部介入的光纤光栅三维力传感器设计
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作者 刘艳红 苗亚洲 +2 位作者 张宽 陈鹏冲 霍本岩 《郑州大学学报(工学版)》 CAS 北大核心 2025年第1期9-16,共8页
支气管曲折复杂的环境对肺部介入手术中柔性机器人末端力感知造成了较大的困难,现有的力传感器难以满足其要求。根据肺部介入手术的需求,为柔性机器人提供精确、实时的末端力反馈,设计了分段式光纤光栅三维力传感器,并对其结构进行了有... 支气管曲折复杂的环境对肺部介入手术中柔性机器人末端力感知造成了较大的困难,现有的力传感器难以满足其要求。根据肺部介入手术的需求,为柔性机器人提供精确、实时的末端力反馈,设计了分段式光纤光栅三维力传感器,并对其结构进行了有限元仿真分析与优化,设计了解耦算法,完成传感器内部4根光栅受到三维力时波长变化的解耦,从而实现对横向力与轴向力的检测。设置温补光栅进行温度补偿,设计了补偿策略,降低了温度变化对传感精度的影响。最后,对所设计的光纤光栅力传感器进行了校准与实验验证。实验结果表明:设计的光纤光栅三维力传感器的横向力灵敏度系数分别为431.3 pm/N与517.6 pm/N,轴向力灵敏度系数为153.5 pm/N,均方根误差分别为0.026、0.025、0.041 N。 展开更多
关键词 柔性机器人 光纤光栅 肺部介入手术 温度补偿 三维力
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基于SSA-SVR算法的光纤光栅波长解调方法
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作者 刘颖刚 李飞 +3 位作者 袁宇博 李瑞 周蕊 徐心怡 《光子学报》 北大核心 2025年第1期18-28,共11页
针对可调谐光纤法布里-珀罗滤波器在光纤光栅解调中受到迟滞和温漂特性影响导致解调误差增大的问题,提出一种基于麻雀搜索算法优化支持向量回归的光纤光栅波长解调方法。采用滑动窗口与支持向量回归结合的方法构建可调谐光纤法布里-珀... 针对可调谐光纤法布里-珀罗滤波器在光纤光栅解调中受到迟滞和温漂特性影响导致解调误差增大的问题,提出一种基于麻雀搜索算法优化支持向量回归的光纤光栅波长解调方法。采用滑动窗口与支持向量回归结合的方法构建可调谐光纤法布里-珀罗滤波器的波长补偿模型。实验结果表明,当锯齿波调谐频率为0.5 Hz时,该模型补偿后的漂移波长平均绝对误差和均方误差分别降低至18.47 pm和1.21 pm。稳定性测试中,该方法解调波长值与sm125解调值之间的平均绝对误差为7.28 pm;40~90℃降温实验中,该解调方法的平均绝对误差为7.44 pm。此方法验证了光纤光栅解调系统在不借助硬件参考的情况下,可以有效降低光栅波长解调误差。 展开更多
关键词 光纤光栅 波长解调 机器学习 可调谐法布里-珀罗滤波器 波长漂移补偿
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聚苯胺包覆的倾斜光纤光栅氨气传感器
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作者 王思博 张扬 +3 位作者 徐海宁 阳甚祺 武小青 胡玉霞 《仪表技术与传感器》 北大核心 2025年第2期6-10,33,共6页
氨气是广泛应用于工业的气体,为防止其危害,研究以聚苯胺为敏感材料,充分利用其在不同pH值环境下电导率显著动态调谐的特性,并结合倾斜光纤光栅技术,成功制备了一种高灵敏度的氨气传感器。在氨气体积分数为25~500 ppm的环境中测试,传感... 氨气是广泛应用于工业的气体,为防止其危害,研究以聚苯胺为敏感材料,充分利用其在不同pH值环境下电导率显著动态调谐的特性,并结合倾斜光纤光栅技术,成功制备了一种高灵敏度的氨气传感器。在氨气体积分数为25~500 ppm的环境中测试,传感器的透射光谱共振峰强度值呈现出连续的响应变化。在聚苯胺薄膜厚度为156 nm的条件下,传感器的响应与氨气浓度成线性关系,表现出良好的线性度(R^(2)=0.987 6)和高灵敏度(5.2×10^(-3) dB/ppm)。此外,传感器能在特定体积分数下表现出快速响应和稳定性,适用于长时间监测封闭环境中的氨气浓度。 展开更多
关键词 光纤光栅传感器 倾斜光纤光栅 聚苯胺 PH值 氨气传感器
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光纤光栅光谱分光解调与接入光纤芯径相关性分析 被引量:1
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作者 邢宇航 李红 +2 位作者 孙广开 胡林聪 祝连庆 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第1期54-64,共11页
面向细芯光纤光栅传感应用,针对接入光纤芯径不适配所引起的光学成像分辨率较低、光能损失较大、成像质量较差的问题,本文以双光栅二次色散解调光学系统为模型,对比分析了常规单模光纤与不同规格芯径细芯光纤分别接入分光光谱解调模块... 面向细芯光纤光栅传感应用,针对接入光纤芯径不适配所引起的光学成像分辨率较低、光能损失较大、成像质量较差的问题,本文以双光栅二次色散解调光学系统为模型,对比分析了常规单模光纤与不同规格芯径细芯光纤分别接入分光光谱解调模块时对成像和解调精度的影响,模拟了系统成像光斑分辨率、光束发散角、接收面辐照度和MTF曲线在截止频率处取值的变化情况。计算结果表明,当光纤芯径从8μm减小至2μm时,分辨率从0.8 nm提升到0.1 nm。接收面辐照度随芯径值缩小逐渐提升,芯径小于4.8μm后接收面光能利用率达到极限74.98%,曝光时间缩减为常规状态下0.36倍。MTF曲线在截止频率处取值与芯径值呈抛物线相关,芯径取4.2μm时图像接近衍射极限。本文提出并验证了光纤芯径与分光光谱解调成像指标的相关关系,为不同芯径光纤光栅传感的解调技术提供了参考和借鉴。 展开更多
关键词 光纤光栅传感 解调光谱仪 解调 细芯光纤
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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
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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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带涂覆层的长周期光纤光栅温度传感特性研究 被引量:1
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作者 黄川洋 程灿儿 +9 位作者 李松威 陈鸿东 张秋楠 张钊 邵来鹏 唐剑 王咏梅 郭奎奎 陆航林 胡君辉 《广西师范大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期35-42,共8页
本文从理论上分析了光纤涂覆层对长周期光纤光栅(long period fiber grating,LPFG)温度灵敏度的影响。根据数值分析法对有、无涂覆层的LPFG透射谱建立仿真模型,对LPFG进行温度传感的模式耦合过程进行分析。结果表明:包层模阶数越大,涂... 本文从理论上分析了光纤涂覆层对长周期光纤光栅(long period fiber grating,LPFG)温度灵敏度的影响。根据数值分析法对有、无涂覆层的LPFG透射谱建立仿真模型,对LPFG进行温度传感的模式耦合过程进行分析。结果表明:包层模阶数越大,涂覆层对不同包层模有效折射率的影响越大,进而推断出不同包层模耦合的LPFG谐振峰具有不同的温度灵敏度。仿真结果验证了带涂覆层LPFG中高阶包层模耦合的谐振峰对温度更敏感,具有0.977 nm/℃的高灵敏度,是普通LPFG的10倍左右。涂覆层的存在不仅能保护光纤、提高其机械强度,更重要的是,对于高阶包层模耦合出来的透射峰,涂覆层能够有效提高它的温度灵敏度。同时,该结果对保留涂覆层制备光栅以及聚合物涂覆栅型结构方面的实验研究具有一定的参考意义。 展开更多
关键词 长周期光纤光栅 温度特性 涂覆层 光纤传感
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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
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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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灵敏度可调的基片式光纤光栅应变传感器
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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ISSA-KELM的光纤光栅加速度传感器温度补偿研究
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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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基于表贴式应变传递的光纤光栅匹配解调研究
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作者 黄南 贾书海 +2 位作者 王龙宁 杨泽航 李宇杰 《应用光学》 北大核心 2025年第3期530-537,共8页
光纤布拉格光栅传感器应用前景广阔,限制其大量实际应用的主要障碍是传感信号的高速高精度解调。介绍了一种匹配光栅滤波解调的方法及系统:数值模拟了反射式匹配滤波解调法,并对表贴式应变传递模型进行了改进,建立了光纤-胶体-压电堆叠... 光纤布拉格光栅传感器应用前景广阔,限制其大量实际应用的主要障碍是传感信号的高速高精度解调。介绍了一种匹配光栅滤波解调的方法及系统:数值模拟了反射式匹配滤波解调法,并对表贴式应变传递模型进行了改进,建立了光纤-胶体-压电堆叠三层模型,通过仿真确定了光纤光栅黏接在压电堆叠上的具体参数;搭建了匹配解调系统,探究了在压电堆叠上黏接多根光纤光栅来扩宽解调范围的方法,并以希尔伯特变换寻峰算法实现了光纤光栅中心波长的解调。黏接两根光纤光栅时系统的解调范围为1 540.121 nm~1 541.474 nm,最大偏差为8.6 pm,波动均值为5.4 pm,解调范围、精度、稳定性等性能指标良好,能够满足某些场景波长解调的需求。该解调系统具备一定的参考意义和实用价值。 展开更多
关键词 光纤光栅 匹配滤波 应变传递 信号解调 寻峰算法
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基于超弱光纤光栅阵列的桥梁结构变形监测方法及应用 被引量:1
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作者 曹建新 《世界桥梁》 北大核心 2025年第1期102-107,共6页
为研究超弱光纤光栅(Ultra-Weak Fiber Bragg Grating,UW-FBG)阵列在实时获取大跨桥梁主梁应变及挠度方面应用的可行性和实用性,提出一种基于UW-FBG阵列的桥梁结构变形监测方法。该方法利用光纤光栅传感技术测得光纤光栅中心波长变化量... 为研究超弱光纤光栅(Ultra-Weak Fiber Bragg Grating,UW-FBG)阵列在实时获取大跨桥梁主梁应变及挠度方面应用的可行性和实用性,提出一种基于UW-FBG阵列的桥梁结构变形监测方法。该方法利用光纤光栅传感技术测得光纤光栅中心波长变化量并反演桥梁各部位曲率,根据测点坐标位置精确获得桥梁不同位置的挠度,实现对桥梁结构变形的精准监测。以珠海金海大桥为背景,采用该方法对主梁变形进行监测,结果表明:主桥跨中第176个光栅位置最大应变约417.5με,通过挠度反演公式推导该处下挠值为408 mm,与光电挠度仪实测值391 mm接近,相对误差为4.34%,监测结果满足预期要求;动载测试结果显示跨中位置的应变响应幅值最大,靠近桥塔60 m和240 m位置的应变响应较小,符合桥梁设计的预期,验证了该方法的可行性和实用性。 展开更多
关键词 桥梁工程 超弱光纤光栅阵列 挠度反演 变形监测 荷载试验 工程应用
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基于光纤光栅传感网络的移动机器人室内空间激光定位方法
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作者 马海舒 马宗正 +1 位作者 杨益龙 王宸 《激光杂志》 北大核心 2025年第5期173-177,共5页
现有智慧工厂移动机器人定位容易受到车间设备运行产生的电磁波影响,定位偏差较大且实时性不佳。为解决这一问题,提出了基于光纤光栅传感网络的移动机器人室内空间激光定位方法。先利用光纤光栅阵列搭建光纤光栅传感网络,完成移动机器... 现有智慧工厂移动机器人定位容易受到车间设备运行产生的电磁波影响,定位偏差较大且实时性不佳。为解决这一问题,提出了基于光纤光栅传感网络的移动机器人室内空间激光定位方法。先利用光纤光栅阵列搭建光纤光栅传感网络,完成移动机器人光纤应变数据与光纤定位数据的获取,然后设计3D扫描仪,完成移动机器人室内激光定位数据的获取,最后,应用上述获得的光纤数据和激光数据,采用改进的证据构造方法为工厂生产车间的各个位置点生成相应的证据,综合所有位置点的证据,对多个定位点展开位置加权,实现移动机器人室内空间智能定位。实验结果表明,所提方法可有效提升移动机器人智能定位结果的准确性,且其定位实时性较好,均优于对比方法,具有更大的应用价值。 展开更多
关键词 光纤光栅阵列 移动机器人 移动设备 智能定位
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大色散啁啾光纤光栅制作及其色散测量方法研究
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作者 高轶 刘炳锋 +2 位作者 张钰民 黄齐胜 宋言明 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第6期259-269,共11页
啁啾光纤光栅(Chirped Fiber Bragg Grating,CFBG)作为一种广泛应用的色散调控元件,在光纤飞秒激光系统中扮演着至关重要的脉冲展宽器角色。因此,设计并制作高品质CFBG及其高精度色散测量技术,显得尤为重要。文中基于线性相位掩模结合... 啁啾光纤光栅(Chirped Fiber Bragg Grating,CFBG)作为一种广泛应用的色散调控元件,在光纤飞秒激光系统中扮演着至关重要的脉冲展宽器角色。因此,设计并制作高品质CFBG及其高精度色散测量技术,显得尤为重要。文中基于线性相位掩模结合光束扫描曝光技术,制作了中心波长为1035 nm,3 dB带宽大于30 nm,反射率约90%的长栅区大色散CFBG。针对迈克尔逊白光干涉色散测量过程中的噪声与相位解算问题,提出一种小波阈值去噪结合扩展卡尔曼滤波的CFBG色散测量方法。实验结果表明,该CFBG的色散测量值为20.9283 ps/nm@1030 nm,且多次重复测量的最大误差可控制在±0.025 ps/nm内,相比于傅里叶变换法,该方法具有更高的测量精度。该大色散CFBG的制作及色散测量方法,结合色散调谐技术可实现精确的色散管理,有望应用于全光纤飞秒激光器的色散精准匹配。 展开更多
关键词 啁啾光纤光栅 线性相位掩模 迈克尔逊白光干涉 小波阈值去噪 扩展卡尔曼滤波 色散测量
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基于超弱光纤光栅的分布式应变传感光缆研究
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作者 黄江楼 贺云睿 +2 位作者 王晓龙 高杰 罗志会 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第7期14-18,23,共6页
针对超弱光纤光栅(UW-FBG)传感器阵列线性化封装时存在传递效率低、存在应变死区、易啁啾等问题,提出了一种基于玻璃纤维增强树脂(FRP)的分布式应变传感光缆。理论分析UW-FBG的分布式应变传感原理,建立了层绞式FRP光缆的应变传递模型,... 针对超弱光纤光栅(UW-FBG)传感器阵列线性化封装时存在传递效率低、存在应变死区、易啁啾等问题,提出了一种基于玻璃纤维增强树脂(FRP)的分布式应变传感光缆。理论分析UW-FBG的分布式应变传感原理,建立了层绞式FRP光缆的应变传递模型,仿真分析了光纤/FRP-钢索-护套结构的应变传递效率。将0.2 m间距的UW-FBG阵列预处理后,与玻璃纤维热拉挤制作成直径1.0 mm的FRP传感光纤,经钢索加捻后,挤压护套成型。对光缆的温度特性、拉伸特性进行了标定,并制作混凝土试件进行静压测试。结果表明:该光缆的温度灵敏度为22.3 pm/℃,应变灵敏度1.1 pm/10^(-6),应变线性误差小于1.4%,重复性误差小于2.2%,空间分辨率可以达到0.2 m,拉伸-压缩应变无“死区”,为分布式应变传感提供了极具潜力的解决方案。 展开更多
关键词 超弱光纤光栅 分布式应变传感光缆 应变特性 玻璃纤维加强筋
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基于铰链杠杆结构光纤光栅温度压力传感器
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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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基于S-G和CEEMDAN技术的光纤光栅传感信号降噪方法研究
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作者 黄刚 潘李克 +3 位作者 何成章 杨成丰 李忠 弓少康 《电测与仪表》 北大核心 2025年第2期69-75,共7页
针对现有信号降噪方法在光纤布拉格光栅传感系统信号处理中存在的精度低和可靠性差等问题,基于光纤布拉格光栅传感原理,提出了一种结合自适应噪声完全集合经验模态分解(complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive n... 针对现有信号降噪方法在光纤布拉格光栅传感系统信号处理中存在的精度低和可靠性差等问题,基于光纤布拉格光栅传感原理,提出了一种结合自适应噪声完全集合经验模态分解(complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise,CEEMDAN)方法和S-G滤波方法的光纤布拉格光栅传感系统信号降噪方法。采用CEEMDAN方法对传感系统信号进行分解,对分解后的内涵模态分解(intrinsic mode functions,IMF)分量进行S-G滤波,并对滤波后的IMF分量进行重构。通过试验对多种含噪情况进行对比分析,验证了所提方法的可行性。结果表明,与传统的降噪方法相比,该方法具有更好的降噪性能,波长波动大幅降低超过90%,在信噪比(signal-to-noise radio,SNR)和峰值信噪比(peak signal-to-noise radio,PSNR)指标上提高1 dB左右,可以在保持传感信号细节特征的前提下有效地降低信号噪声,具有一定的实用价值。 展开更多
关键词 光纤光栅 传感系统 信号降噪方法 CEEMDAN方法 S-G滤波
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基于超弱光纤光栅的滑坡失效测斜管复测方法
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作者 童广勤 刘顶明 +1 位作者 陈子寒 黄江楼 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第7期177-181,共5页
针对失效测斜管的再利用,提出了一种多芯超弱光纤光栅阵列的柔性测斜方法。基于波长-变形的反演算法构建了光纤柔性测斜理论,设计了一种直径6 mm、内嵌3芯、分辨率0.5 m的超弱光纤光栅变形感知光缆,直接灌浆埋设到失效测斜管中。采用太... 针对失效测斜管的再利用,提出了一种多芯超弱光纤光栅阵列的柔性测斜方法。基于波长-变形的反演算法构建了光纤柔性测斜理论,设计了一种直径6 mm、内嵌3芯、分辨率0.5 m的超弱光纤光栅变形感知光缆,直接灌浆埋设到失效测斜管中。采用太阳能供电,低功耗解调模块实时采集,4G远程传输,在三峡库区的八字门滑坡实现失效测斜孔的自动化复测。结果表明,多芯超弱光纤光栅柔性测斜系统能监测到八字门滑坡的明显位移,7月雨季时在距离地面6 m深处的最大位移变化量24.4 mm,3芯光纤的测量结果可以相互备份和佐证,较好地满足了失效测斜孔复测的要求。 展开更多
关键词 滑坡监测 柔性测斜 超弱光纤光栅 测斜管复测
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船闸光纤光栅水位测量系统的级联布置方案及数据处理算法
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作者 王忠民 《水利水电技术(中英文)》 北大核心 2025年第S1期498-503,共6页
水位测量技术在船闸运行中发挥着重要作用,光纤光栅传感器作为一种新型无源传感器,在船闸水位测量领域的应用具有较大的潜力。为建立一套精准可靠的船闸水位测量系统方案,针对光纤光栅水位测量系统中光纤光栅传感器易于串联的特性,结合... 水位测量技术在船闸运行中发挥着重要作用,光纤光栅传感器作为一种新型无源传感器,在船闸水位测量领域的应用具有较大的潜力。为建立一套精准可靠的船闸水位测量系统方案,针对光纤光栅水位测量系统中光纤光栅传感器易于串联的特性,结合船闸运行时的水位变化特性,设计了一种船闸光纤光栅水位测量系统的级联布置方案,该方案在测量船闸闸室内外水位差时能够在传感器本身精度固定的情况下进一步提高实际测量精度。基于此布置方案,设计了针对水位计零点漂移和斜率漂移的校准算法,校准算法在船闸进行充泄水时运行,逐级对水位计进行校准。针对级联布置方案中的有效水位计数据,设计了基于卡尔曼滤波原理的数据融合算法,并通过仿真对算法的有效性进行验证。 展开更多
关键词 船闸 光纤光栅水位测量系统 级联布置方案 水位计校准 水位计数据融合
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基于广义回归神经网络的光纤光栅传感器解调技术研究
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作者 夏翔 李贤良 +3 位作者 潘华 闫东 张晓锋 张云辉 《电测与仪表》 北大核心 2025年第2期62-68,共7页
针对现有光纤光栅传感器波长峰值检测方法存在的误差大、稳定性差等问题,提出了一种基于广义回归神经网络和改进粒子群优化算法的光纤光栅传感器波长峰值检测方法。通过改进的粒子群优化算法对广义回归神经网络的平滑因子进行寻优,提高... 针对现有光纤光栅传感器波长峰值检测方法存在的误差大、稳定性差等问题,提出了一种基于广义回归神经网络和改进粒子群优化算法的光纤光栅传感器波长峰值检测方法。通过改进的粒子群优化算法对广义回归神经网络的平滑因子进行寻优,提高广义回归神经网络中心波长计算的准确性。通过试验分析所提方法在不同中心波长下的性能。结果表明,所提方法比传统方法更稳定,解调误差更小,整体中心波长绝对偏差降低了35.90%和24.24%,相对波长变化偏差降低了20.00%和13.04%。 展开更多
关键词 光纤光栅 峰值检测 中心波长 粒子群优化算法 广义回归神经网络
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