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一种聚合物封装的光纤布拉格光栅超声波传感器
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作者 涂兴华 赵海洋 《量子电子学报》 北大核心 2025年第2期286-294,共9页
针对裸光纤光栅对超声波响应灵敏度较低的问题,本文提出一种聚合物封装的光纤光栅传感器,通过在光纤光栅周围封装一层厚度远超光纤直径的聚合物涂覆层,提高了光纤光栅在受到超声波作用时的应变灵敏度。首先,建立光纤光栅传感模型,根据... 针对裸光纤光栅对超声波响应灵敏度较低的问题,本文提出一种聚合物封装的光纤光栅传感器,通过在光纤光栅周围封装一层厚度远超光纤直径的聚合物涂覆层,提高了光纤光栅在受到超声波作用时的应变灵敏度。首先,建立光纤光栅传感模型,根据传输矩阵法仿真分析了聚合物杨氏模量和泊松比对光纤光栅应变的影响。随后,利用聚氨酯(PU)、聚丙烯酸酯(ABR)与聚氯乙烯(PVC)塑料三种不同参数的聚合物材料封装光纤光栅,通过线性边缘滤波法将光纤光栅的波长漂移转化为电压信号,测量封装后的传感器对超声波的传感特性。研究结果表明,聚合物杨氏模量的降低与泊松比的提高有助于改善光纤光栅对超声波的响应灵敏度。三种材料中,PU封装后的效果最好,峰值电压达到139.6 mV,约是裸光纤光栅的15倍,且封装后的传感器的峰值电压随着距声源距离的增大呈指数型衰减,符合超声波在水中的理论衰减趋势,可以用来还原空间中的声场状态。 展开更多
关键词 纤维与波导光学 光纤布拉格光栅 线性边缘滤波法 聚合物 超声波
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基于线型光纤光栅阵列传感的引气管道泄漏监测研究
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作者 曾川 童杏林 +2 位作者 李泽恺 黄文种 史学锋 《激光技术》 北大核心 2025年第2期271-277,共7页
飞机引气管泄漏监测系统主要采用共晶盐电类过热探测器作为其温度传感单元,为了克服该系统现存的电磁兼容性差、测量精度低、响应时间慢等技术瓶颈,对飞机引气管道泄漏探测的线型阵列光纤传感探头进行了研究,采用数学建模与模拟仿真的... 飞机引气管泄漏监测系统主要采用共晶盐电类过热探测器作为其温度传感单元,为了克服该系统现存的电磁兼容性差、测量精度低、响应时间慢等技术瓶颈,对飞机引气管道泄漏探测的线型阵列光纤传感探头进行了研究,采用数学建模与模拟仿真的方法设计了光纤光栅阵列参数及封装结构体等,并进行了实验验证与数学分析。结果表明,该传感探头具备一定的应变免疫与振动抵抗能力,感温分辨率0.1 m,定位精度1.0 m,温度测量精度±3℃,工作温度0℃~180℃。此研究结果可替代共晶盐类泄漏探测传感器,为实现远程分布式轻型飞机的引气泄漏温度测量提供了一种新思路。 展开更多
关键词 光纤光学 飞机引气 光纤布喇格光栅 温度 分布式阵列 大量程
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光纤布拉格光栅压力传感技术与应用进展 被引量:4
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作者 丁宝艳 赵强 +1 位作者 陈东营 杜大伟 《光通信研究》 北大核心 2024年第3期71-82,共12页
光纤布拉格光栅(FBG)压力传感器具有水下无源、耐腐蚀、重量轻、成本低和抗电磁干扰等优点,应用广泛。文章简要介绍了FBG压力传感的基本原理,概述了FBG的写制技术、压力传感及增敏技术、温度补偿技术的发展现状,总结了近几年FBG压力传... 光纤布拉格光栅(FBG)压力传感器具有水下无源、耐腐蚀、重量轻、成本低和抗电磁干扰等优点,应用广泛。文章简要介绍了FBG压力传感的基本原理,概述了FBG的写制技术、压力传感及增敏技术、温度补偿技术的发展现状,总结了近几年FBG压力传感器在海洋深度、湖泊液位测量、油气管道压力测量和岩土压力监测领域的应用进展,最后对FBG压力传感技术进行了展望。 展开更多
关键词 光纤布拉格光栅 压力 增敏 温度补偿
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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 光纤光栅 应变 灵敏度 温度补偿
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低损耗超声波金属化光纤布拉格光栅传感特性研究
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作者 田婧 祝连庆 +2 位作者 姚霁峰 宋言明 张钰民 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期159-165,共7页
传统胶粘式表贴封装的光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)传感器在长期使用过程中易出现蠕变、老化等现象,采用性质稳定的金属材料代替高分子聚合物胶粘剂封装可解决上述问题。采用超声波焊接法对FBG进行全覆盖式封装,实现了超低... 传统胶粘式表贴封装的光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)传感器在长期使用过程中易出现蠕变、老化等现象,采用性质稳定的金属材料代替高分子聚合物胶粘剂封装可解决上述问题。采用超声波焊接法对FBG进行全覆盖式封装,实现了超低损耗表贴式金属化封装结构,并研究了其温度和应变传感特性。结果表明:采用超声波焊接法进行金属化封装对FBG造成的传输损耗仅为0.04dB,封装后FBG传感器的温度灵敏度系数为26.44pm/℃,应变灵敏度系数为1.18 pm/με,温度和应变传感拟合R-Squared均达到0.9996以上。可见,采用超声波焊接法能够实现结构简单、传感性能可靠的低损耗金属化FBG温度和应变传感器的制作。 展开更多
关键词 光纤布拉格光栅 金属化封装 超声波焊接 低损耗 特性
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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
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灵敏度可调的基片式光纤光栅应变传感器
7
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 光纤光栅 应变 可调灵敏度 可调负量程
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基于弱反射光纤光栅的温度传感解调系统
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作者 程嘉慧 傅海威 +2 位作者 陈苗 李根 肖家悦 《光通信研究》 北大核心 2025年第3期78-83,共6页
【目的】文章旨在设计并搭建一种针对弱反射光纤布拉格光栅(WFBG)的温度传感解调系统,该系统通过创新的测量流程,实现了对微弱反射信号的高精度采集与处理,旨在提高温度传感的灵敏度和线性度,同时确保系统的稳定性和重复性。【方法】文... 【目的】文章旨在设计并搭建一种针对弱反射光纤布拉格光栅(WFBG)的温度传感解调系统,该系统通过创新的测量流程,实现了对微弱反射信号的高精度采集与处理,旨在提高温度传感的灵敏度和线性度,同时确保系统的稳定性和重复性。【方法】文章首先构建了一个基于光/电转换器的信号采集系统,将WFBG的微弱反射信号转换并放大为电压信号;随后,通过单片机实现了对放大后的电压信号的高效采集,引入误差理论并优化重复测量平均次数,有效降低了随机误差的影响。同时采取措施减少了测量带来的潜在延时,确保快速准确的数据处理;此外,还进行了温度响应特性的实验研究,评估系统在30~80℃范围内的性能。【结果】实验结果表明,文章所提传感解调系统在温度测量范围内表现出了优异的性能。系统的温度灵敏度高达11.55 pm/℃,线性度高达0.99262,表明了其在温度测量上的高精度和良好的线性特性。系统的稳定性与重复性也经过严格测试,进一步证实了其在实际应用场景中的可靠性和有效性。【结论】综上所述,文章成功设计并实现了一种结构简单、成本效益高的WFBG温度传感解调系统,该系统不仅在温度传感方面表现出了高精度和高稳定性,且其创新的结构和优化的测量流程也使其适用于弱光栅传感阵列信号的解调。这一研究成果对于推动光纤传感技术的发展具有重要意义。 展开更多
关键词 弱反射光纤布拉格光栅 单片机 解调 温度
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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 分布式应变光缆 应变特性 玻璃纤维加强筋
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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
10
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 系统 信号降噪方法 CEEMDAN方法 S-G滤波
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光纤布拉格光栅应变与温度传感特性及其实验分析 被引量:23
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作者 周智 田石柱 +2 位作者 赵雪峰 武湛君 欧进萍 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第5期551-554,共4页
对光纤布拉格光栅应变与温度传感特性进行了分析 ,理论计算了波长变化对传感系数的影响 ,提出了光纤光栅应变传感的温度补偿方法 ,并理论分析了光纤光栅温度和应变传感的耦合作用。最后 ,通过材料实验与等强度梁实验研究与分析了光纤光... 对光纤布拉格光栅应变与温度传感特性进行了分析 ,理论计算了波长变化对传感系数的影响 ,提出了光纤光栅应变传感的温度补偿方法 ,并理论分析了光纤光栅温度和应变传感的耦合作用。最后 ,通过材料实验与等强度梁实验研究与分析了光纤光栅的应变与温度传感特性。理论分析与实验结果表明 ,两者吻合很好 ,光纤光栅的波长变化与应变和温度存在很好的线性关系 ,波长变化对传感系数的影响很小。 展开更多
关键词 光纤布拉格光栅 实验分析 应变 温度 耦合作用
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镍金属保护光纤布拉格光栅的热处理及高温传感 被引量:13
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作者 饶春芳 张华 +2 位作者 冯艳 肖丽丽 叶志清 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期2006-2013,共8页
为了改善镍保护后光纤布拉格光栅(FBG)的高温传感性能,即降低其回程误差,减少其升温与降温灵敏度的差异,本文研究了产生这些现象的原因,认为其主要源于化学镀结合电镀镍过程中的残余应力。讨论了残余应力产生的机理,提出了适用于镍金属... 为了改善镍保护后光纤布拉格光栅(FBG)的高温传感性能,即降低其回程误差,减少其升温与降温灵敏度的差异,本文研究了产生这些现象的原因,认为其主要源于化学镀结合电镀镍过程中的残余应力。讨论了残余应力产生的机理,提出了适用于镍金属保护FBG的热处理方法。三次将金属镍保护后的FBG放置在120℃恒温炉中保温8h后随炉冷却,对热处理前后的镍保护布拉格光纤光栅进行100~300℃的循环温度传感对照实验。结果显示:热处理前回程误差为6.64%,升温与降温灵敏度有较显著差异,且放置半个月后再次进行传感实验其特性也没有改善;热处理后,回程误差降到3.62%,升温灵敏度为22.84pm/℃,降温灵敏度为22.76pm/℃。实验表明,经适当热处理后的镍保护布拉格光纤光栅的实际工作温度可扩展到300℃,且具有较高的传感精度。 展开更多
关键词 纤维光学 光纤布拉格光栅 高温 热处理 镍涂敷层
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光纤布拉格光栅传感技术在隧道火灾监测中的应用研究 被引量:25
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作者 付华 谢森 +1 位作者 徐耀松 陈子春 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第1期133-137,共5页
针对公路隧道存在潜在的火灾问题,提出一种利用环氧树脂封装而成的光纤布拉格光栅传感器对隧道火灾进行监测,分析了其基本原理及温度传感特性,实验结果表明封装后的光纤光栅的温度传感灵敏度约是裸光栅的2.75倍。再利用光纤光栅多区波... 针对公路隧道存在潜在的火灾问题,提出一种利用环氧树脂封装而成的光纤布拉格光栅传感器对隧道火灾进行监测,分析了其基本原理及温度传感特性,实验结果表明封装后的光纤光栅的温度传感灵敏度约是裸光栅的2.75倍。再利用光纤光栅多区波分复用技术,设计了一套基于光纤布拉格光栅传感技术的隧道火灾报警监测系统。结合现场模拟监测实验,证明该系统灵敏度高、数据准确,能够对隧道火灾报警方位进行精确判断,为隧道火灾的预警和救灾赢得时间。 展开更多
关键词 光纤布拉格光栅 光纤 多区波分复用 隧道火灾监测系统
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流速/温度共采的光纤布拉格光栅涡轮流速传感器 被引量:16
14
作者 蒋善超 隋青美 +2 位作者 王静 王正方 叶青霖 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期2611-2616,共6页
为实现敏感元件仅为单一光纤光栅流速传感器的多参数同时测量,提出了一种流速/温度共采的光纤布拉格光栅(FBG)涡轮流速传感器。该传感器通过涡轮实现流体冲击力对光纤光栅中心波长的频率调制,解决光纤光栅温度应变的交叉敏感,理论计算... 为实现敏感元件仅为单一光纤光栅流速传感器的多参数同时测量,提出了一种流速/温度共采的光纤布拉格光栅(FBG)涡轮流速传感器。该传感器通过涡轮实现流体冲击力对光纤光栅中心波长的频率调制,解决光纤光栅温度应变的交叉敏感,理论计算得到其流速检测灵敏度为2.91·10-2 m/(s·Hz-1)。为测试传感器的性能,搭建了传感器测试系统,并选取光纤动态解调仪解调的光纤光栅中心波长动态信号作为试验原始数据。应用快速傅里叶变换(FFT)法分析试验数据,得到传感器流速的检测下限为0.541 7m/s,检测灵敏度为2.57·10-2 m/(s·Hz-1),检测精度为25mm/s,略小于理论计算值,其主要原因在于圆管内流体的流速并非均匀分布的匀速运动,管道内壁对流体具有一定的黏滞力。应用经验模式分解分析原始数据获取其趋势项信号,得到该传感器的温度灵敏度为10.6pm/℃,检测精度为0.5℃。 展开更多
关键词 光纤 涡轮流速 光纤光栅 流速温度共采 光纤动态解调 经验模式分解
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光纤布拉格光栅传感复用模式发展方向 被引量:13
15
作者 祁耀斌 吴敢锋 王汉熙 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第8期3058-3072,共15页
系统分析讨论光纤布拉格光栅传感复用模式,通过研究波分复用、时分复用及空分复用模式的发展历史和现状,抽象出典型结构,建立数学模型,并总结出工程应用概况;通过分析波分复用、时分复用及空分复用模式的技术瓶颈,找出复用模式的改进方... 系统分析讨论光纤布拉格光栅传感复用模式,通过研究波分复用、时分复用及空分复用模式的发展历史和现状,抽象出典型结构,建立数学模型,并总结出工程应用概况;通过分析波分复用、时分复用及空分复用模式的技术瓶颈,找出复用模式的改进方式,即3种经典复用模式的联合复用和复用结构系统的改进。最后,通过总结光纤光栅传感复用模式的发展,构建复用设计的体系结构。提出基于光纤布拉格光栅传感器实时数据提取的数字设计工程将是数字制造的一个重大科学前沿,提出光纤光栅传感复用模式的发展方向,即实现分布式传感系统、构建大规模传感网络和建立统一机理模型。 展开更多
关键词 光纤布拉格光栅 网络 复用模式 波分复用 时分复用 空分复用 组合复用
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固化于CFRP的光纤布拉格光栅应变传感特性研究 被引量:7
16
作者 谢怀勤 卢少微 王武娟 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第10期1813-1815,1818,共4页
将碳纤维复合材料(CFRP)与光纤传感器相结合构成智能先进复合材料,对固化于CFRP的光纤布拉格光栅应变传感特性进行了实验研究.实验结果表明:光纤布拉格光栅B ragg波长对应变表现出很好的线性和重复性;布拉格光栅与基体材料粘结情况的好... 将碳纤维复合材料(CFRP)与光纤传感器相结合构成智能先进复合材料,对固化于CFRP的光纤布拉格光栅应变传感特性进行了实验研究.实验结果表明:光纤布拉格光栅B ragg波长对应变表现出很好的线性和重复性;布拉格光栅与基体材料粘结情况的好坏,对应变灵敏性与可靠性有直接影响;用电阻应变仪对布拉格光栅光纤传感器应变传感特性进行实验对比标定,得出了表征FBG性能的应变传感灵敏系数.结果表明测试数据稳定可靠,FBG光纤传感器具有优异的应变传感特性,为智能先进复合材料的研发与应用提供了重要依据. 展开更多
关键词 碳纤维复合材料 固化 光纤布拉格光栅 光纤 应变
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光纤布拉格光栅嵌入SMS光纤结构的湿度传感器 被引量:5
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作者 邵敏 乔学光 +3 位作者 傅海威 李岩 姚妮 贾振安 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期3008-3013,共6页
提出了一种基于光纤布拉格光栅嵌入单模-多模纤芯-单模(single-mode-multimode fiber core-single mode,SMS)光纤结构的湿度传感器。当环境湿度变化时,SMS光纤结构的干涉光谱会发生漂移,而光纤布拉格光栅对湿度不敏感,其纤芯基模保持不... 提出了一种基于光纤布拉格光栅嵌入单模-多模纤芯-单模(single-mode-multimode fiber core-single mode,SMS)光纤结构的湿度传感器。当环境湿度变化时,SMS光纤结构的干涉光谱会发生漂移,而光纤布拉格光栅对湿度不敏感,其纤芯基模保持不变。因此利用SMS光纤结构对环境湿度的敏感性去调制光纤布拉格光栅纤芯基模,通过检测光纤布拉格光栅纤芯基模的反射能量变化就可以实现湿度测量。数值模拟了SMS光纤结构的内部光场分布规律,理论计算了不同环境折射率时,多模纤芯的长度、直径对SMS光纤结构输出能量耦合系数的影响。理论模拟表明,随着环境折射率变化,SMS光纤结构中传输的纤芯基模的输出能量耦合系数会发生变化。同时制作了传感器样品并对其进行了传感实验研究,实验结果表明多模纤芯长35mm、纤芯直径为85μm的传感器在45%~95%RH湿度变化范围内,湿度灵敏度为0.06dBm·(%RH)^(-1)。在20~80℃温度范围内,传感器的温度灵敏度为0.008nm·℃^(-1),温度所带来的湿度测量误差为0.047%RH·℃^(-1)。传感器具有制作简单、灵敏度高、反射式能量检测等优点,在湿度测量领域有一定的应用价值。 展开更多
关键词 光纤布拉格光栅 单模-多模纤芯-单模光纤结构 湿度
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光纤布拉格光栅温度传感增敏特性的实验研究 被引量:6
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作者 张学强 孙博 贾静 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2019年第11期226-232,共7页
分别以铜、铝、有机玻璃、聚四氟乙烯为实验衬底材料,对采用片式粘敷封装技术的光纤布拉格光栅温度传感增敏特性进行了实验研究。研究结果表明,当对两侧尾纤有涂覆层的光纤布拉格光栅进行封装时,其温度灵敏系数分别是裸纤情况下的2.3倍... 分别以铜、铝、有机玻璃、聚四氟乙烯为实验衬底材料,对采用片式粘敷封装技术的光纤布拉格光栅温度传感增敏特性进行了实验研究。研究结果表明,当对两侧尾纤有涂覆层的光纤布拉格光栅进行封装时,其温度灵敏系数分别是裸纤情况下的2.3倍、2.9倍、5.2倍、11.7倍。然而,粘敷材料在较高温度时显著的热膨胀会引起光纤包层与涂覆层发生一定的脱离,导致此时其实验结果重复性不甚理想。为了克服这种不利情况,对尾纤无涂覆层的光纤布拉格光栅进行了封装测试。在测试温度范围内,其反射波长随温度的变化始终呈现良好的线性关系,其温度灵敏系数分别提高到了3倍、3.4倍、9.2倍、12.6倍,测量结果重复性良好。研究结果为将来片式封装光纤布拉格光栅传感器的温度增敏特性的研究,提供了必要有益的数据支持和参考。 展开更多
关键词 光纤布拉格光栅 温度增敏 布拉格波长 衬底材料 片式封装
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基于光纤传感网络的多目标分类识别算法设计
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作者 原娇杰 焦梦甜 赵杰文 《光通信技术》 北大核心 2025年第2期17-22,共6页
为了实现光纤传感网络中多个目标同时工作时的目标种类识别,设计了一种基于光纤传感网络的多目标分类识别算法。该算法以信号振幅、时长及频率作为目标信号的特征参量,构建了基于测试节点波长响应的解算模型。通过布喇格光纤光栅(FBG)... 为了实现光纤传感网络中多个目标同时工作时的目标种类识别,设计了一种基于光纤传感网络的多目标分类识别算法。该算法以信号振幅、时长及频率作为目标信号的特征参量,构建了基于测试节点波长响应的解算模型。通过布喇格光纤光栅(FBG)组网的光纤传感网络进行信号采集,并对采集到的信号进行特征提取和分析。实验结果表明:在20 m×30 m的测试区域内,对4种典型的振动源进行了波长响应测试。4种目标具有不同的信号特征:目标1的信号波长振幅均值为1250 pm,具有约120 ms的周期特征;目标2和3的信号波长振幅均值在150~350 pm之间;目标4的信号波长振幅均值超过3200 pm,时长大约15 s。 展开更多
关键词 光纤 多目标识别 光纤光栅 信号混叠 目标识别率
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基于分布式光纤光栅阵列的OPGW振动监测技术
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作者 罗啸宇 何光辉 +2 位作者 梁永纯 谢文平 聂铭 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第12期5023-5028,共6页
为提高输电线路安全监测水平,通过分布式光纤光栅阵列传感技术,对光纤复合架空地线光缆(optical power ground wire,OPGW)的动态运动特性进行实验室测量。结果表明:该技术能有效监测OPGW在模拟微风振动和舞动状态下的动态行为,清晰记录... 为提高输电线路安全监测水平,通过分布式光纤光栅阵列传感技术,对光纤复合架空地线光缆(optical power ground wire,OPGW)的动态运动特性进行实验室测量。结果表明:该技术能有效监测OPGW在模拟微风振动和舞动状态下的动态行为,清晰记录不同振动模式。实验数据揭示,通过提高光栅阵列传感器的空间密度和降低系统低频相位漂移,可进一步提升监测性能。可见,基于光纤布拉格光栅阵列的分布式振动传感技术为OPGW电缆的分布式动态结构健康监测提供了新的技术手段。 展开更多
关键词 架空线缆 微风振动 舞动 分布式光纤振动 光纤布拉格光栅阵列传感
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