二维低频光纤布拉格光栅振动传感器的设计 被引量：1

1

作者 刘强 李文静 +4 位作者 马超 魏淑辉 付天舒 于波 刘超 《中国光学（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1450-1457,共8页

本文设计了一种可在x轴和z轴方向工作的对称圆形柔性铰链式二维振动传感器,以对低频振动信号进行获取和监测。从理论上分析了传感结构的力学特性,在Comsol中建立模型进行仿真分析,并采用有限元法对结构进行优化设计,将铰链谐振频率设计... 本文设计了一种可在x轴和z轴方向工作的对称圆形柔性铰链式二维振动传感器,以对低频振动信号进行获取和监测。从理论上分析了传感结构的力学特性,在Comsol中建立模型进行仿真分析,并采用有限元法对结构进行优化设计,将铰链谐振频率设计为420 Hz。采用光纤布拉格光栅(FBG)作为应变检测器件粘贴在铰链结构表面,利用边沿滤波器法实现FBG的动态解调,采用标准振动台对传感器性能进行测试。实验结果表明该传感器在x轴和z轴的谐振频率为420 Hz,工作频率为20~300 Hz。在平坦区的平均灵敏度为1847.32 mV/g,加速度分辨率达5.41×10^(-4)g。该传感器在所有二维方向上的横向干扰水平均小于5%。本文设计的传感器为二维振动传感器,可适用于低频振动信号的高灵敏检测。 展开更多

关键词 加速度传感器 振动检测 光纤布拉格光栅 铰链结构

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分布式光纤布拉格光栅在油气管道检测中的应用 被引量：16

2

作者 胡志新 张陵 +3 位作者 乔学光 贾振安 赵大壮 王福明 《应用光学》 CAS CSCD 2000年第4期35-38,共4页

阐述光纤布拉格光栅温度应力传感器的工作原理及光栅中心波长的移动探测解调原理 ,分析光纤布拉格光栅传感器在油气管道监测系统中的应用和前景。

关键词 光纤布拉格光栅 传感器 管道检测 油气管道

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光纤布拉格光栅在季节冻土路基应变检测中的应用 被引量：8

3

作者 孟上九 张书荣 +3 位作者 程有坤 汪云龙 王钰 孙义强 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期601-608,共8页

介绍了现行光纤布拉格光栅（FBG）测试技术的应用领域、传感原理以及常用的封装方式,探索将FBG用于季节冻土路基这种隐蔽工程应变检测中的适应性。主要工作有：（1）基于FBG测试技术的植入梁方法,在传感器布设方面,根据不同测试对象提... 介绍了现行光纤布拉格光栅（FBG）测试技术的应用领域、传感原理以及常用的封装方式,探索将FBG用于季节冻土路基这种隐蔽工程应变检测中的适应性。主要工作有：（1）基于FBG测试技术的植入梁方法,在传感器布设方面,根据不同测试对象提出了两种封装布设方式：浅置短距离半柔性探测杆和深置长距离半刚性探测杆两种封装布设方式;（2）针对现场测试需要,对电源、光纤传感器、数据采集及分析等整套现场测试系统进行了比较优选;（3）选择两处季节冻土路基作为埋设场地并开展为期1 a的观测。测试结果表明：FBG在-20~30℃的温差范围内保证了很高的存活率,所提出并实现的季节冻土路基应变测试系统具有较高的测试灵敏度和可靠性。该套测试系统为隐蔽工程的物理性质指标测试提供了新的技术手段。 展开更多

关键词 季节冻土 应变检测 光纤布拉格光栅(FBG) 植入梁

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光纤布拉格光栅检测技术及其应用 被引量：8

4

作者 李文宏 杨振坤 夏建生 《中国测试技术》 CAS 2003年第1期5-6,22,共3页

阐述了光纤布拉格光栅检测技术的基本原理以及相关技术 ,概述了其近年来在结构状态检测、电力工业以及能源化工等领域的实际应用情况 ,分析了其发展前景。

关键词 光纤布拉格光栅 光纤传感器 检测技术 结构状态检测 电力工业 能源 化工

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一种新型光纤布拉格光栅气体泄漏检测传感器 被引量：3

5

作者 吴希军 王玉田 +1 位作者 刘海龙 田瑞玲 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第8期1348-1351,共4页

提出了一种新颖的基于光纤自加热效应的气体泄漏检测用传感器,不仅可对管道连接处等易发生泄漏的部位进行实时监测,还可提供定量的有关管道泄漏速度的数据。泄露到光纤外部的泵浦光能被附着在光纤光栅外部的金属涂敷层吸收,导致温度上升... 提出了一种新颖的基于光纤自加热效应的气体泄漏检测用传感器,不仅可对管道连接处等易发生泄漏的部位进行实时监测,还可提供定量的有关管道泄漏速度的数据。泄露到光纤外部的泵浦光能被附着在光纤光栅外部的金属涂敷层吸收,导致温度上升,改变了光栅的栅格周期,进而影响了光栅的谐振波长。当有气流通过光纤光栅时,由于热量被带走,导致光纤光栅温度变化,通过监测谐振波长的改变即可求得气体的泄漏速度。为简化信号解调方法,利用长周期光纤光栅的边沿滤波器特性,实现光纤光栅传感波长的解调。实验通过控制CO2的流速,证实了该方法的可行性。 展开更多

关键词 光纤布拉格光栅传感器 气体泄漏检测 线性解调 光电探测器

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基于光纤布拉格光栅的超声无损检测系统研究 被引量：9

6

作者 王媛媛 马宏伟 +1 位作者 张广明 董明 《现代电子技术》 2022年第9期143-146,共4页

针对传统超声无损检测系统易受电磁干扰、使用场合受限等问题,在分析光纤布拉格光栅(FBG)基本传感原理和光纤布拉格光栅对超声波的传感特性的基础上,提出基于光纤布拉格光栅的超声无损检测系统。搭建了实验系统,利用信号发生器和功率放... 针对传统超声无损检测系统易受电磁干扰、使用场合受限等问题,在分析光纤布拉格光栅(FBG)基本传感原理和光纤布拉格光栅对超声波的传感特性的基础上,提出基于光纤布拉格光栅的超声无损检测系统。搭建了实验系统,利用信号发生器和功率放大器激励压电晶片产生超声波,并通过光纤布拉格光栅代替传统超声探头检测超声信号,采用结构简单、复用性好、检测效率高的透射式匹配光栅解调法实现光纤光栅波长信号的解调。对含有不同尺寸的狭缝缺陷的铝板试样进行检测,得到了超声波经过不同缺陷后的时域和频域信号,实验结果表明,该系统能够准确识别铝板中不同尺寸的缺陷,当铝板中有狭缝缺陷存在时,FBG探测到的超声信号的幅值会发生衰减,且缺陷尺寸越大,超声信号的幅值衰减越明显,验证了该系统的可行性。 展开更多

关键词 无损检测 光纤布拉格光栅 匹配光栅解调法 超声波 缺陷识别 波长信号解调

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三点寻峰算法处理光纤布拉格光栅传感信号 被引量：16

7

作者 陈勇 王坤 +2 位作者 刘焕淋 陈丽娟 杨雪 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期2751-2756,共6页

为了精确获得光纤布拉格光栅(FBG)传感系统的中心波长,提出了一种新的峰值检测算法,即三点寻峰法。研究了该算法的流程,在此基础上确定了影响峰值检测精度的三要素,即窗口大小、稀疏数据个数和波长间隔。考虑窗口大小的合理选取是提高... 为了精确获得光纤布拉格光栅(FBG)传感系统的中心波长,提出了一种新的峰值检测算法,即三点寻峰法。研究了该算法的流程,在此基础上确定了影响峰值检测精度的三要素,即窗口大小、稀疏数据个数和波长间隔。考虑窗口大小的合理选取是提高寻峰精度的关键,本文采用求导法来确定光谱处理窗口大小。然后,设置采样间隔对窗口内光谱进行重采样,获得稀疏光谱数据并进行多项式拟合。最后,根据拟合结果选取合适的波长间隔,从而确定三点坐标并对FBG反射谱进行峰值检测。仿真实验结果表明:当光谱处理窗口大小为0.4nm、重采样间隔为0.18nm时获得了3个光谱数据;其波长间隔取0.22nm时,所提方法的峰值误差为0.4pm,好于其他寻峰算法,满足精确解调FBG传感系统的要求。 展开更多

关键词 光纤布拉格光栅 峰值检测 光谱窗口 稀疏光谱数据 采样间隔

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光纤布拉格光栅脉搏传感织物的设计 被引量：15

8

作者 田新宇 杨昆 张诚 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期38-41,共4页

为在服装中实现人体脉搏监测的功能,提出了将光纤布拉格光栅作为脉搏传感器的方法,并以针织复合组织为基础,采用空气层与其他组织相结合的织物结构,制作脉搏传感织物。该织物采用棉纱在Stoll CMS-320型电脑横机上进行编织,并利用针织物... 为在服装中实现人体脉搏监测的功能,提出了将光纤布拉格光栅作为脉搏传感器的方法,并以针织复合组织为基础,采用空气层与其他组织相结合的织物结构,制作脉搏传感织物。该织物采用棉纱在Stoll CMS-320型电脑横机上进行编织,并利用针织物延伸性好以及回弹性好的优点,将光纤布拉格光栅传感器植入到织物的空气层中。为验证脉搏传感织物的检测效果,使用红外脉搏传感器与该脉搏传感织物同时进行脉搏检测,实验结果表明,该脉搏传感织物可低失真度地检测到脉搏波,可实现光纤布拉格光栅传感器的封装,同时也可更换传感器,满足服装洗涤要求,且不影响穿着舒适性。 展开更多

关键词 脉搏检测 光纤布拉格光栅传感器 针织物 空气层复合组织

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数据挖掘的光纤布拉格光栅峰值检测

9

作者 吕淙 魏保龙 《激光杂志》 CAS 北大核心 2023年第6期161-166,共6页

以实现高精度峰值检测,并提升光纤布拉格光栅解调稳定性,提出数据挖掘的光纤布拉格光栅峰值检测算法。采集光纤光栅传感信号,并进行噪声去除,采用光纤布拉格光栅折射光谱确定波形数据,获取峰值检测阈值,校正及补偿后得到峰值位置,判断... 以实现高精度峰值检测,并提升光纤布拉格光栅解调稳定性,提出数据挖掘的光纤布拉格光栅峰值检测算法。采集光纤光栅传感信号,并进行噪声去除,采用光纤布拉格光栅折射光谱确定波形数据,获取峰值检测阈值,校正及补偿后得到峰值位置,判断波峰达标与否,确保峰值检测结果精准无误。实验结果表明:所提方法的信号去噪效果较好,能够完整保留原始信号中的有效信息;该方法检测的最终峰值位置结果为1552.396 nm,与实际峰值位置误差极小,峰值检测精度最高可达98.92%,峰值检测结果具有较高精度。 展开更多

关键词 数据挖掘 光纤布拉格 光栅峰值检测 可调谐滤波器 信号函数 超图模型

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基于光纤光栅的多点拉锥光纤柔性曲率传感器

10

作者 吴锴 龚华平 +2 位作者 倪凯 毛邦宁 赵春柳 《应用科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期237-247,共11页

针对现有曲率传感器存在制造工艺繁琐、成本较高的问题,提出了一种基于光纤光栅的反射式拉锥光纤柔性曲率传感器,通过将单模拉锥光纤植入聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane,PDMS)材料中实现对曲率的柔性传感,同时,利用光纤布拉格光栅... 针对现有曲率传感器存在制造工艺繁琐、成本较高的问题,提出了一种基于光纤光栅的反射式拉锥光纤柔性曲率传感器,通过将单模拉锥光纤植入聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane,PDMS)材料中实现对曲率的柔性传感,同时,利用光纤布拉格光栅(fiber Bragg grating,FBG)的波分复用特性,将其与多个拉锥光纤曲率传感器级联,实现了多点拉锥光纤柔性曲率传感,可同时感知多点的曲率信息。实验结果表明,薄膜状的PDMS柔弹性良好,拉锥光纤与PDMS膜能同步弯曲,弯曲灵敏度约为0.59348-0.60696 dB/m^(-1)。基于FBG的多点拉锥光纤柔性曲率传感还具有较好的抗串扰能力。进一步地,使用该柔性传感器对喉咙处及手腕处的人体活动监测进行了应用研究,结果表明该传感器不但能检测到人体微小的肌肉变化,也能检测到幅度较大的动作,在人体活动监测领域具有良好的发展前景。 展开更多

关键词 光纤布拉格光栅 单模拉锥光纤 曲率传感 聚二甲基硅氧烷

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光纤布拉格光栅滤波型甲烷浓度测量系统设计 被引量：1

11

作者 巩楠楠 衣文索 +2 位作者 陈刚 高新雨 林家楷 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期129-141,共13页

针对甲烷浓度测量过程中,系统测量易受外界环境、气室不稳定等因素的影响,存在测量结果不准确的问题,设计了一套适用于低浓度甲烷气体测量的检测系统。首先,根据甲烷的吸收光谱结合现有光源的带宽选择甲烷2ν3带的R(4)支(1 650.955 nm)... 针对甲烷浓度测量过程中,系统测量易受外界环境、气室不稳定等因素的影响,存在测量结果不准确的问题,设计了一套适用于低浓度甲烷气体测量的检测系统。首先,根据甲烷的吸收光谱结合现有光源的带宽选择甲烷2ν3带的R(4)支(1 650.955 nm)作为吸收峰;其次,根据光纤光栅的温度敏感特性,测量系统中加入参考光栅,解决了温度变化影响气体浓度精确测量的问题;然后,运用ZEMAX软件对设计的气室进行仿真模拟和优化,气室对甲烷近红外激光的耦合效率达到93.2%。通过实验验证了该气室的高耦合效率和高稳定性;最后,搭建测量实验系统,进行了系统的标定、系统技术指标的计算和气体浓度测量。测量结果表明,测量系统的灵敏度为0.02 mV/ppm,测量系统的稳定度为0.12%,最大测量相对误差为0.149%,系统测量的示值与理论值具有良好的线性关系,具有稳定可靠、精度高、抗干扰能力强等优点。 展开更多

关键词 光纤布拉格光栅 差分吸收测量 棱镜气室 甲烷气体检测

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光纤光栅传感器波长移位检测方法 被引量：14

12

作者 周伟林 刘阳 +2 位作者 杨华勇 李智忠 胡永明 《应用光学》 CAS CSCD 2004年第2期40-43,共4页

光纤光栅波长移位检测是光纤光栅传感器的核心技术之一 ,已提出的光纤光栅波长移位检测方法有被动解调法、匹配光栅法、非平衡 Mach- Zehnder干涉仪法、可调谐窄带光源法和激光锁模法等详细介绍了光纤布拉格光栅(FBG)传感器的波长移位... 光纤光栅波长移位检测是光纤光栅传感器的核心技术之一 ,已提出的光纤光栅波长移位检测方法有被动解调法、匹配光栅法、非平衡 Mach- Zehnder干涉仪法、可调谐窄带光源法和激光锁模法等详细介绍了光纤布拉格光栅(FBG)传感器的波长移位检测方法 ,分析了各种检测方法原理。重点讨论了非平衡 M- Z干涉仪法和可调谐窄带光源法 ,并对以上各种方法的优、缺点进行了分析和讨论。 展开更多

关键词 光纤布拉格光栅 波长移位检测 传感器

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光纤光栅检测非均匀壁厚圆管应变的实验研究

13

作者 邵军 刘君华 +3 位作者 乔学光 贾振安 王宏亮 周红 《石油机械》 北大核心 2006年第10期8-9,22,共3页

根据光纤布拉格光栅(FBG)的传感原理,提出了一种基于光纤布拉格光栅技术的无损检测管柱应变的方法。设计制作了模拟管,模拟管的一侧壁薄,另一侧壁厚;将2个中心波长不同的光栅粘贴在管的这2个区域;实验测定了两光栅反射波长随压力变化的... 根据光纤布拉格光栅(FBG)的传感原理,提出了一种基于光纤布拉格光栅技术的无损检测管柱应变的方法。设计制作了模拟管,模拟管的一侧壁薄,另一侧壁厚;将2个中心波长不同的光栅粘贴在管的这2个区域;实验测定了两光栅反射波长随压力变化的特性。结果表明,布拉格反射波中心波长漂移随压力变化呈良好的线性关系,壁薄处FBG的反射波长偏移量比壁厚处反射波长偏移量大,即壁薄处应变大。该方法不仅可检测非均匀壁厚圆管的应变,还可以检测其他复杂结构的应变,并可以用在恶劣环境,实现实时检测。 展开更多

关键词 光纤布拉格光栅(FBG) 非均匀壁厚圆管 应变 检测

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基于拍频解调边孔光纤光栅传感系统研究 被引量：2

14

作者 曾子可 陈天威 梁磊 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期1491-1496,共6页

针对边孔光纤光栅传感器在井下高温高压环镜波长扫描分辨率低的问题,对传统拍频解调的传感光路进行改进,设计了一种适用于井下环镜的基于激光拍频的边孔光纤光栅压力传感系统,可以在井下进行长距离传感,有效的提高了其分辨率。并且结合... 针对边孔光纤光栅传感器在井下高温高压环镜波长扫描分辨率低的问题,对传统拍频解调的传感光路进行改进,设计了一种适用于井下环镜的基于激光拍频的边孔光纤光栅压力传感系统,可以在井下进行长距离传感,有效的提高了其分辨率。并且结合自注入锁定技术,与传统拍频解调光路把激光器作为传感器不同,将传感器和光纤激光器分离,便于应用于井下环境。系统使用线性啁啾光纤布拉格光栅作为色散补偿单元和激光器一侧的反射镜,将光纤光栅由于压力引起的波长变化转变为谐振腔的腔长变化,提升了系统的检测灵敏度。解释了所用方法的结构和测量原理,分析和计算了测量的结果和精度。实验结果表明,该系统具有较高的灵敏度和测量精度,压力灵敏度为0.12553 MHz/MPa。所提方法具有解调系统简单,稳定性好,传感距离可调等优点。 展开更多

关键词 光纤传感 光纤布拉格光栅 光纤激光器 拍频检测

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柔体大变形参数的光纤光栅集成检测方法 被引量：2

15

作者 吕宇翔 任旭 +3 位作者 路长厚 李学勇 马晓源 谷雨橦 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2020年第2期101-104,123,共5页

柔体变形检测具有重要意义,但柔体大变形时局部应变远超过光纤布拉格光栅(FBG)测量量程,难以直接测量。为解决柔体大变形过程大应变检测的问题,提出了光纤光栅螺旋倾斜方法,并设计旋向不同的光纤光栅测点交错布置方案,实现柔体大变形的... 柔体变形检测具有重要意义,但柔体大变形时局部应变远超过光纤布拉格光栅(FBG)测量量程,难以直接测量。为解决柔体大变形过程大应变检测的问题,提出了光纤光栅螺旋倾斜方法,并设计旋向不同的光纤光栅测点交错布置方案,实现柔体大变形的扭转、拉伸、弯曲状态参数的集成检测,结合三维形状检测算法重构柔体大变形形状。实验结果表明,该检测方法有效减小了光纤光栅测量应变,扩大了应变检测范围,实现了柔体大应变检测目的。 展开更多

关键词 柔体 大变形 光纤布拉格光栅 集成检测 三维形状 螺旋倾斜

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高压输电杆塔风振光纤实时监测系统 被引量：1

16

作者 罗啸宇 南颖刚 +4 位作者 梁永纯 谢文平 闵力 郭团 聂铭 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第2期127-133,共7页

中国沿海地区常常受到破坏性飓风和强烈季节性风的威胁,分布在该地区的高压输电杆塔可能因此遭受影响甚至损坏。在应对风振对高压输电塔的影响时,如何实时对输电杆塔进行监测是其中的关键一步。针对这一需求,提出了一种高灵敏度光纤传... 中国沿海地区常常受到破坏性飓风和强烈季节性风的威胁,分布在该地区的高压输电杆塔可能因此遭受影响甚至损坏。在应对风振对高压输电塔的影响时,如何实时对输电杆塔进行监测是其中的关键一步。针对这一需求,提出了一种高灵敏度光纤传感系统,光纤传感探头是通过将一根在纤芯中刻有倾斜光栅的细芯光纤同轴拼接到一根单模光纤上构成的。在风振发生时,通过两个光电探测器来分别实时监测光纤纤芯模式和包层模式的能量变化,利用包层模式的能量变化来探测风振频率和强度,利用纤芯模式能量变化作为参考量消除环境温度干扰及光源抖动影响。实验结果显示,该传感器在0.1~6.5 m/s2的加速度变化范围的线性度超98%。最后,将文中系统应用于南方电网公司的输电杆塔监测,验证了该光纤传感系统在实际应用中的可行性。 展开更多

关键词 风振监测 倾斜光栅 布拉格光栅 频率检测 光纤传感器 高压输电杆塔

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基于F型梁的光纤光栅加速度传感器 被引量：5

17

作者 甘维兵 张艺璇 +3 位作者 张寅杰 王宇 刘念 张翠 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期137-148,共12页

为满足悬臂梁式传感器测量带宽大、灵敏度高的需求,采用F型梁增敏结构设计了一种光纤光栅加速度传感器。首先推导出传感器的谐振频率和灵敏度公式,在此基础上使用MATLAB优化传感器参数,并利用ANSYS对传感器进行模态分析和谐响应分析,得... 为满足悬臂梁式传感器测量带宽大、灵敏度高的需求,采用F型梁增敏结构设计了一种光纤光栅加速度传感器。首先推导出传感器的谐振频率和灵敏度公式,在此基础上使用MATLAB优化传感器参数,并利用ANSYS对传感器进行模态分析和谐响应分析,得到了传感器的模态振型图以及两种不同阻尼比条件下的幅频响应,仿真结果与理论计算基本一致。制作了2个传感器实物,对直接封装的传感器1和填充硅油后封装的传感器2进行了幅频响应、灵敏度特性和横向抗干扰能力测试。实验结果表明:传感器1的谐振频率约为168 Hz,测量带宽为1.5~50 Hz,灵敏度系数为159.84 pm/g,横向抗干扰度为9.88%,谐振频率和灵敏度理论值与实际值误差分别为0.93%和3.29%;填充硅油后的传感器2的测量带宽为1.5~100 Hz,灵敏度系数为133.57 pm/g,横向抗干扰度为8.1%。实验证明在传感器内部填充硅油可以增大传感器工作带宽,提高横向抗干扰能力。 展开更多

关键词 光纤布拉格光栅 加速度传感器 优化设计 悬臂梁 振动加速度检测

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基于光纤传感器的声发射检测系统性能测试 被引量：4

18

作者 张闯 刘小康 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2017年第12期49-52,109,共5页

作为最有潜力替代常规压电传感器的光纤声发射检测方法之一,光纤布拉格光栅(FBG)传感器由于其体积小、抗电磁干扰、易实现分布式检测等特点,已成为国内外研究热点,并出现了商用FBG声发射检测产品。为了更深入地理解FBG传感器的检测效果... 作为最有潜力替代常规压电传感器的光纤声发射检测方法之一,光纤布拉格光栅(FBG)传感器由于其体积小、抗电磁干扰、易实现分布式检测等特点,已成为国内外研究热点,并出现了商用FBG声发射检测产品。为了更深入地理解FBG传感器的检测效果和应用特性,采用落球实验作为测试用的声发射源,分析了FBG传感系统的声发射信号检测性能,并对比了FBG传感器和压电传感器2种声发射检测系统的时频域响应特性。实验结果表明,信号采样频率范围偏低是制约FBG光纤检测技术在声发射检测上应用的最大障碍。 展开更多

关键词 声发射检测 声发射传感器 光纤布拉格光栅传感器 时频特性 频率响应 模态分析

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复合基底柔性光纤曲率传感器 被引量：14

19

作者 何彦霖 张旭 +2 位作者 孙广开 宋言明 祝连庆 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1263-1269,共7页

为了实现生物医疗领域软体手术机器人等柔性机构的曲率测量,本文提出并设计了基于PVC(PolyvinylChloride,聚氯乙烯)和硅胶复合基底的光纤布拉格光栅柔性曲率传感器。将光纤光栅植入到硅胶片中,并将硅胶片粘贴在PVC基底的表面,形成基于PV... 为了实现生物医疗领域软体手术机器人等柔性机构的曲率测量,本文提出并设计了基于PVC(PolyvinylChloride,聚氯乙烯)和硅胶复合基底的光纤布拉格光栅柔性曲率传感器。将光纤光栅植入到硅胶片中,并将硅胶片粘贴在PVC基底的表面,形成基于PVC和硅胶复合基底的曲率传感器。使用标准曲率校准块对传感器进行了校准实验,测试不同曲率下传感器的反射光谱、波长漂移量等参数。为了证明PVC基底对植入在硅胶中FBG传感器的性能影响,对基于PVC和硅胶复合基底和基于硅胶基底的传感器进行了灵敏度和重复性的实验测试。实验结果表明:PVC基底可以提高植入硅胶中FBG曲率传感器的灵敏度和重复性,且基于PVC-硅胶复合基底的传感器灵敏度最高可达245.5pm/m-1,偏差指数不足3%。该传感器在生物医学等软体机器人和柔性机构的曲率测量中具有广阔的应用前景。 展开更多

关键词 光纤传感 曲率传感器 光纤布拉格光栅 灵敏度 重复性 一致性

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基于πPS-FBG传感技术的激光超声水下铝板缺陷检测研究 被引量：1

20

作者 郭古青 白盛康 +5 位作者 田亚莉 宫廷 孙小聪 周月婷 邱选兵 李传亮 《河南师范大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第4期46-51,I0006,共7页

为实现水下金属构件在线服役状态的在线评估,搭建了一套基于激光超声和π相移光纤布拉格光栅(πPS-FBG)的水下板材缺陷检测系统.为了研究水下激光超声传播规律,以6061铝合金板材为测试样品,进行了不同水深下的激光超声探测实验.与空气... 为实现水下金属构件在线服役状态的在线评估,搭建了一套基于激光超声和π相移光纤布拉格光栅(πPS-FBG)的水下板材缺陷检测系统.为了研究水下激光超声传播规律,以6061铝合金板材为测试样品,进行了不同水深下的激光超声探测实验.与空气中超声传播相比,实验发现水下πPS-FBG多接收到一个超声波信号,此信号是激光第一次与水面作用产生的纵波信号.随着激励源与πPS-FBG传感距离的增加,超声信号在时域上也延迟增加;πPS-FBG接收的激光激励的首个超声波信号的波速为2871.91 m/s,缺陷反射波的波速为2911.02 m/s,其与铝板中超声表面波的速度接近,两者的相对误差分别为1.3%和0.03%.改变激励源与缺陷的距离,发现缺陷的定位精度与缺陷距离无关,缺陷位置的定位相对误差随着距离的增大而逐渐减小.本研究为水下金属构件的在线服役状态检测提供了一种潜在应用技术(包括在南水北调工程中),对于提高水下结构的安全性和可靠性具有一定意义. 展开更多

关键词 激光超声 π相移光纤布拉格光栅 6061铝合金 无损检测 缺陷定位 南水北调工程

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