光纤布喇格光栅埋入后温度灵敏度分析 被引量：4

1

作者 谢剑锋 张华 宋路发 《压电与声光》 CAS CSCD 北大核心 2007年第3期261-263,共3页

为探索光纤布喇格光栅(FBG)埋入金属后的温度灵敏度,在FBG埋入金属的工艺条件还不成熟的情况下,先对FBG埋入水泥砂浆后的温度灵敏度进行了理论和实验研究。推导了FBG埋入后的温度灵敏度公式,并用实验验证了该温度灵敏度公式,得到FBG埋... 为探索光纤布喇格光栅(FBG)埋入金属后的温度灵敏度,在FBG埋入金属的工艺条件还不成熟的情况下,先对FBG埋入水泥砂浆后的温度灵敏度进行了理论和实验研究。推导了FBG埋入后的温度灵敏度公式,并用实验验证了该温度灵敏度公式,得到FBG埋入水泥砂浆后的温度灵敏度理论值为23.8143 pm/℃,实验结果为24.178 pm/℃。对埋入水泥砂浆的FBG受温度变化时的应变进行了理论分析并用ANSYS软件进行了仿真,证明理论、实验和仿真结果一致。 展开更多

关键词 光纤布喇格光栅埋入 水泥砂浆 温度灵敏度 弹光效应 热应力

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光纤布喇格光栅应力增敏理论研究 被引量：5

2

作者 傅海威 傅君眉 +1 位作者 乔学光 贾振安 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2005年第2期159-161,共3页

提出了一种光纤布喇格光栅应力增敏的模型,推导了该模型的应力与光纤布喇格光栅中心波长相对偏移量之间的关系,以及增敏后的光纤布喇格光栅应力响应灵敏度系数的表达式,给出了该增敏模型的弹性模量计算公式,指出通过适当选择弹性体的弹... 提出了一种光纤布喇格光栅应力增敏的模型,推导了该模型的应力与光纤布喇格光栅中心波长相对偏移量之间的关系,以及增敏后的光纤布喇格光栅应力响应灵敏度系数的表达式,给出了该增敏模型的弹性模量计算公式,指出通过适当选择弹性体的弹性模量和尺寸,可以提高光纤布喇格光栅应力响应灵敏度。 展开更多

关键词 导波与光纤光学 光纤布喇格光栅 光纤布喇格光栅传感 光纤布喇格光栅应力灵敏度系数 光纤布喇格光栅应力响应增敏

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光纤布喇格光栅应力双折射的研究 被引量：2

3

作者 王文华 师文庆 +4 位作者 熊正烨 石友彬 费贤翔 田秀云 林钧岫 《压电与声光》 CAS CSCD 北大核心 2010年第2期191-194,共4页

实验研究了侧向挤压作用下的光纤布喇格光栅(FBG)产生的应力双折射现象,提出了一种消除横向应力对温度交叉敏感的简单而又有效的方法,从理论和实验上进行了分析与验证。研究表明,对FBG施加侧向挤压产生的双折射导致普通光纤布喇格光栅... 实验研究了侧向挤压作用下的光纤布喇格光栅(FBG)产生的应力双折射现象,提出了一种消除横向应力对温度交叉敏感的简单而又有效的方法,从理论和实验上进行了分析与验证。研究表明,对FBG施加侧向挤压产生的双折射导致普通光纤布喇格光栅存在两个满足布喇格条件的反射光谱,且双峰间距在100℃的温度范围内变化了0.055 nm,利用该双峰间距的变化可消除温度传感中横向应力对它的交叉敏感,实现对温敏系数的修正及温度的校正,实验中测得的原始温敏系数是0.013 8 nm/℃,对温敏系数修正了0.005 nm/℃,对变化的温度校正了4℃。 展开更多

关键词 光纤布喇格光栅(FBG) 应力双折射 温度传感 交叉敏感

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光纤布喇格光栅的低温传感特性研究 被引量：1

4

作者 李博文 刘颖刚 +3 位作者 宋小亚 傅海威 贾振安 高宏 《压电与声光》 CAS 北大核心 2020年第6期787-790,共4页

为了解决光纤光栅在低温环境中的应用问题,该文从光纤布喇格光栅(FBG)的传感理论出发,通过深入分析了FBG在-60~25℃时热光系数和热膨胀系数的变化。采用2根未封装的FBG进行实验验证,得到了FBG在低温环境下的响应情况。研究结果表明,FBG... 为了解决光纤光栅在低温环境中的应用问题,该文从光纤布喇格光栅(FBG)的传感理论出发,通过深入分析了FBG在-60~25℃时热光系数和热膨胀系数的变化。采用2根未封装的FBG进行实验验证,得到了FBG在低温环境下的响应情况。研究结果表明,FBG在低温环境下具有良好的响应和重复性,这对FBG在低温环境中的应用具有重要指导意义。 展开更多

关键词 光纤布喇格光栅(FBG) 低温 热光系数 热膨胀系数

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光纤布喇格光栅的压力增敏封装研究 被引量：1

5

作者 郭宏雷 刘丽辉 +3 位作者 金龙 张伟刚 开桂云 董孝义 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2005年第4期346-347,351,共3页

将光纤布喇格光栅置于两种均匀混合的有机聚合物基底中,并对其进行压力敏感研究,由于聚合物基底的带动作用,在0～10 MPa内,封装后的光纤布喇格光栅元件压力敏感系数为裸光纤光栅的60.1倍,在0～30 MPa内,封装后的光纤布喇格光栅元件压力... 将光纤布喇格光栅置于两种均匀混合的有机聚合物基底中,并对其进行压力敏感研究,由于聚合物基底的带动作用,在0～10 MPa内,封装后的光纤布喇格光栅元件压力敏感系数为裸光纤光栅的60.1倍,在0～30 MPa内,封装后的光纤布喇格光栅元件压力敏感系数为裸光纤光栅的38.4倍. 展开更多

关键词 光纤布喇格光栅 泊松比 杨氏模量 压力敏感系数

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采用掩模板制作的光纤布喇格光栅传感器 被引量：1

6

作者 陈熙源 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2003年第6期453-455,475,共4页

光纤布喇格光栅(FBG)是国际上光纤传感技术研究的前沿热点。在恶劣环境下对复杂结构进行变形和健康监测,具有波长编码等明显的其他传感器所没有的特点。将由光纤光栅组成的阵列埋入结构材料内部,可用来监测桥梁、大坝、重要建筑物以及... 光纤布喇格光栅(FBG)是国际上光纤传感技术研究的前沿热点。在恶劣环境下对复杂结构进行变形和健康监测,具有波长编码等明显的其他传感器所没有的特点。将由光纤光栅组成的阵列埋入结构材料内部,可用来监测桥梁、大坝、重要建筑物以及船体、航天器内部的温度、应变、压力及材料结构状态的变化。该文介绍了采用掩模板制作光纤光栅传感器的原理和方法,分析了采用相位掩模法制作的分布式光纤布喇格光栅传感器的灵敏度等测量性能和噪声的随机过程特性,从而为其在船舶结构变形测量技术中的应用提供了科学依据。 展开更多

关键词 光纤布喇格光栅 制作技术 灵敏度 噪声特性 应用

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光纤光栅倏逝波传感器灵敏度研究

7

作者 李本冲 楼俊 +3 位作者 谭耀成 许宏志 黄杰 沈为民 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2014年第6期899-902,共4页

基于光纤布喇格光栅传感原理,分析了倏逝波光纤布喇格光栅（EWFBG）传感器的传感特征,建立了传感器反射波长随环境折射率变化的数学模型,并导出了波长灵敏度函数.结合函数分析了传感器的光纤光栅直径、外界液体折射率与灵敏度的关系,运... 基于光纤布喇格光栅传感原理,分析了倏逝波光纤布喇格光栅（EWFBG）传感器的传感特征,建立了传感器反射波长随环境折射率变化的数学模型,并导出了波长灵敏度函数.结合函数分析了传感器的光纤光栅直径、外界液体折射率与灵敏度的关系,运用模式耦合理论进行模拟.结果表明,光纤传感区域纤芯越细,外界液体折射率与纤芯折射率相差越小,其反射中心波长漂移量越大,传感器灵敏度越高.通过对纤芯直径为φ6.2 μm和φ8.2μm在1.33～1.46环境折射率范围内的波长响应关系拟合,分别获得了1.25 nm和1.14 nm的波长变化量,灵敏度数量级为10-5～10-6,论证了分析结论的正确性.为EWFBG折射率传感器的设计、优化及应用提供了参考依据. 展开更多

关键词 光纤布喇格光栅 倏逝波传感器 传感器灵敏度 反射中心波长 模式耦合理论

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光纤布喇格光栅在高速铁路异物侵陷监测系统中的应用研究 被引量：2

8

作者 孙睿 《信息通信》 2012年第6期19-20,共2页

我国高速铁路建设已进入快速发展时期,对运行列车的安全保障成为日益凸显的重要研究内容,建立铁路异物侵限监测系统显得尤为必要和迫切。本文提出用光纤布喇格光栅应力传感器替代传统的电网传感器,分析了光纤布喇格光栅应力传感器的工... 我国高速铁路建设已进入快速发展时期,对运行列车的安全保障成为日益凸显的重要研究内容,建立铁路异物侵限监测系统显得尤为必要和迫切。本文提出用光纤布喇格光栅应力传感器替代传统的电网传感器,分析了光纤布喇格光栅应力传感器的工作原理,设计出一种基于光纤光栅传感器的高速铁路异物侵限监测系统。该异物侵限监测系统实现了分布式测量、实时监测、在线控制等功能,从而有力地保障了列车的运行安全。 展开更多

关键词 光纤布喇格(bragg)光栅应力传感器 高速铁路 异物侵限 实时监测

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准确检测液位的光纤Bragg光栅弹性膜片传感器

9

作者 杜锋 姚建南 +3 位作者 陶奕霏 许愿 丁超 刘洋 《压电与声光》 CAS 北大核心 2024年第5期794-800,共7页

为了准确测量液位,研制了一种耦合光纤布喇格光栅和弹性膜片的液位传感器。该传感器由两个光纤光栅(FBG_1和FBG_2)、弹性膜片、弹性橡胶密封垫片、空心管(导气管)和光纤光栅固定装置组成。光纤光栅固定装置材料为聚甲基丙烯酸甲酯。FBG_... 为了准确测量液位,研制了一种耦合光纤布喇格光栅和弹性膜片的液位传感器。该传感器由两个光纤光栅(FBG_1和FBG_2)、弹性膜片、弹性橡胶密封垫片、空心管(导气管)和光纤光栅固定装置组成。光纤光栅固定装置材料为聚甲基丙烯酸甲酯。FBG_1和FBG_2固定在弹性膜片表面。FBG_1用于监测液位高度和温度。将FBG_2封装在不锈钢毛细管中进行温度检测,消除液相温度变化对液位测量的负面影响。为了提高传感器检测液位的线性度,实验研究了弹性膜片厚度对液位测量结果的影响,并在此基础上研究了液位变化率和外部振动对液位测量精度的影响。结果表明,当弹性膜片厚度为2 mm时,传感器检测液位的线性范围为0~380 cm,灵敏度为(19.65±6.3)pm/cm。该传感器可在0~100 cm/min液位变化速率和0~5.27 mm/s外部振动强度范围内准确监测液位,最大检测误差为7.2%。 展开更多

关键词 光纤布喇格光栅 液位传感器 测量范围 精度 灵敏度

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一种新型的基片式高灵敏度FBG温度传感器

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作者 徐学武 王红 +1 位作者 潘家栋 陶辉 《光通信技术》 北大核心 2019年第7期1-4,共4页

光纤布喇格光栅(FBG)是一种新型的光学无源器件,广泛用于传感测量领域。由于裸FBG灵敏度很低,需对其进行增敏封装处理。对此进行深入研究,提出了一种新型的高灵敏度FBG温度传感器。该传感器采用铝-超殷钢基片进行封装,即将热膨胀系数不... 光纤布喇格光栅(FBG)是一种新型的光学无源器件,广泛用于传感测量领域。由于裸FBG灵敏度很低,需对其进行增敏封装处理。对此进行深入研究,提出了一种新型的高灵敏度FBG温度传感器。该传感器采用铝-超殷钢基片进行封装,即将热膨胀系数不同的铝和超殷钢作为基底材料,并设计成过渡配合结构。当铝片受热形变时,两者之间形成挤压力,该挤压力带动铝向纵向两端延伸,FBG所受应变增大,灵敏度得到提高。通过水浴加热实验对其进行验证,结果表明:该传感器的灵敏度系数得到较大提高,达到34.3pm/℃,是裸FBG的2.9倍,比常规铝片封装的FBG温度传感器提高了9.7pm/℃。 展开更多

关键词 光纤布喇格光栅 温度传感器 增敏封装 灵敏度

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外压式弹性圆筒耐高压光纤光栅压力传感器 被引量：3

11

作者 周红 乔学光 +2 位作者 邵军 王宏亮 李兰 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期646-649,共4页

设计了一种以金属弹性圆筒为衬底的高压光纤布喇格光栅压力传感器．在温度为16-60℃．压力为O～52MPa的范围内测试了传感器的特性．计算了性能参数及温度修正因子．结果表明．该传磨器性能稳定．重复性好。线性调谐范围为4．066nm。压... 设计了一种以金属弹性圆筒为衬底的高压光纤布喇格光栅压力传感器．在温度为16-60℃．压力为O～52MPa的范围内测试了传感器的特性．计算了性能参数及温度修正因子．结果表明．该传磨器性能稳定．重复性好。线性调谐范围为4．066nm。压力灵敏度为0．0782nm／MPa，压力解调的波长分辨率为l.56pm．温度修正后压力测量的相对误差由5．2％减小为0．25％．采用双重密封设计．避免了流体或气体的渗满．通过选择不同弹性模量的材料、内径和壁厚．可调整传感器的量程和灵敏度． 展开更多

关键词 光纤光学 光纤布喇格光栅传感 压力传感特性 传感器灵敏度

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两种不同膜片的光纤光栅压力传感器的研究 被引量：2

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作者 郭明金 姜德生 +1 位作者 袁宏才 干维国 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2005年第6期611-614,共4页

理论分析了光纤布喇格光栅的压力传感特性,并将光纤布喇格光栅分别纵向粘贴在不同型号的膜片上进行压力实验。实验结果表明,FBC20WB2型膜片的光纤布喇格光栅压力灵敏系数比ZXYC01型设计膜片大得多,其值分别为376pm/MPa和45pm/MPa左右,... 理论分析了光纤布喇格光栅的压力传感特性,并将光纤布喇格光栅分别纵向粘贴在不同型号的膜片上进行压力实验。实验结果表明,FBC20WB2型膜片的光纤布喇格光栅压力灵敏系数比ZXYC01型设计膜片大得多,其值分别为376pm/MPa和45pm/MPa左右,其测量精度分别为1%(fu ll scale)和0.5%(fu ll scale)。同时发现两种膜片中光纤布喇格光栅的中心波长与压力变化有着良好的线性关系和很高的相关系数,且迟滞现象较小,它们的相关系数均在0.9998以上。说明不同的膜片对压力灵敏系数有较大的影响。 展开更多

关键词 光纤布喇格光栅 压力传感器 膜片 压力灵敏度系数

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基于进口膜片的光纤光栅压力传感器的研究 被引量：2

13

作者 郭明金 姜德生 袁宏才 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2006年第4期390-392,共3页

分析了光纤布喇格光栅(FBG)的压力传感特性,给出了FBG的中心波长与压力的关系以及压力灵敏度系数的表达式,并将FBG纵向粘贴在富士公司生产型号为FBC 20WB2的膜片上进行了压力实验。实验结果表明粘贴在FBC 20WB2型膜片上的FBG压力传感器... 分析了光纤布喇格光栅(FBG)的压力传感特性,给出了FBG的中心波长与压力的关系以及压力灵敏度系数的表达式,并将FBG纵向粘贴在富士公司生产型号为FBC 20WB2的膜片上进行了压力实验。实验结果表明粘贴在FBC 20WB2型膜片上的FBG压力传感器的灵敏度系数为0.376 nm/MPa左右,其测量精度在满量程范围内为1%,而理论的压力灵敏度系数为0.385 nm/MPa。同时发现粘贴在该膜片上的FBG压力传感器的中心波长与压力变化有着良好的线性关系和很高的相关系数并且迟滞现象较小,说明基于该膜片的FBG压力传感器非常适合于压力测量。 展开更多

关键词 光纤布喇格光栅(FBG) 压力传感器 膜片 压力灵敏度系数

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基片式光纤光栅应变传感器增敏结构研究 被引量：3

14

作者 李忠玉 张志勇 +2 位作者 张信普 杨顺智 王鹏 《光通信技术》 北大核心 2018年第6期21-24,共4页

改变光纤光栅(FBG)传感器的封装结构在提高传感器的测量灵敏度、保护传感器方面具有重要的作用。在传统应变片封装结构的基础上,设计了一种具有新型增敏结构的基片式封装结构。对新型封装的结构参数与传感器应变灵敏度之间的关系进行了... 改变光纤光栅(FBG)传感器的封装结构在提高传感器的测量灵敏度、保护传感器方面具有重要的作用。在传统应变片封装结构的基础上,设计了一种具有新型增敏结构的基片式封装结构。对新型封装的结构参数与传感器应变灵敏度之间的关系进行了仿真分析,并与一般封装结构的特性进行了对比。仿真结果表明,在整体尺寸相同的情况下,采用新型增敏结构应变片的应变灵敏度为463με/N,是一般封装结构应变片的3.4倍。对FBG传感器进行了封装处理和对比测试实验,实验结果与理论设计相符合。 展开更多

关键词 光纤布喇格光栅 基片式 增敏结构 应变传感器 灵敏度

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基于光纤光栅传感的铁路异物侵限监测系统研究 被引量：15

15

作者 刘建斌 《交通科技》 2011年第3期126-128,共3页

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... 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。 展开更多

关键词 光纤布喇格光栅应力传感器 铁路运输 异物侵限 实时监测

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球形压力容器有限元分析与应力检测研究 被引量：5

16

作者 秦忠宝 耿红高 +2 位作者 郭志青 孟飞 朱海涛 《压电与声光》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期965-969,共5页

该文通过理论建模、Workbench有限元软件仿真和光纤布喇格光栅测量对存储惰性气体的某型号高压球形压力容器承压结构的应力分布进行了理论和实验分析研究,得出承压结构在工作条件下的应力分布规律,为其安全性能评估提供了理论和实验参... 该文通过理论建模、Workbench有限元软件仿真和光纤布喇格光栅测量对存储惰性气体的某型号高压球形压力容器承压结构的应力分布进行了理论和实验分析研究,得出承压结构在工作条件下的应力分布规律,为其安全性能评估提供了理论和实验参考。在仿真实验的基础上将性能优越的光纤布喇格光栅引入该型号压力容器承压结构应力检测中,通过实验测量结果与仿真结果对比分析得出光纤布喇格光栅在应力检测方面的良好性能,为该类型球形压力容器的结构应力测量探寻出新的检测手段。 展开更多

关键词 球形压力容器 WORKBENCH 有限元分析 光纤布喇格光栅 应力检测

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消除温度对应变测量的影响 被引量：2

17

作者 万旭 彭保进 +2 位作者 廖延彪 张敏 赖淑蓉 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2005年第10期755-757,共3页

提出了用光纤布喇格光栅(FBG)传感器测量光纤有效弹光系数的方法。利用光纤布喇格光栅的性质,建立了一个可以有效地解决温度与应变对光栅存在交叉敏感的问题实验系统。实验结果表明,该系统能有效地测出了光纤的有效弹光系数,而且测量误... 提出了用光纤布喇格光栅(FBG)传感器测量光纤有效弹光系数的方法。利用光纤布喇格光栅的性质,建立了一个可以有效地解决温度与应变对光栅存在交叉敏感的问题实验系统。实验结果表明,该系统能有效地测出了光纤的有效弹光系数,而且测量误差小于1.3%。 展开更多

关键词 光纤布喇格光栅 应变 有效弹光系数 光电检测

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基于碳纤维复合材料的FBG加速度传感器 被引量：2

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作者 罗小东 乔学光 +2 位作者 冯德全 王蓉蓉 张腾飞 《光通信技术》 北大核心 2016年第7期47-49,共3页

基于碳纤维复合材料的优点,制作了一种光纤布喇格光栅(FBG)加速度传感器,建立了FBG加速度传感器的力学模型,分析、推导了FBG加速度传感器的固有频率和加速度灵敏度,并对FBG加速度传感器进行了动态实验研究。

关键词 光纤布喇格光栅 碳纤维复合材料 波长响应 加速度灵敏度

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