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用于石化反应器的光纤F-P温/压复合传感器
1
作者 陈士猛 童杏林 +3 位作者 张翠 李蒙 张博 陈续之 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期641-647,共7页
为了实时监测石化反应器内部高温、高压环境下压力和温度变化,严格控制原料的反应过程,采用法布里-珀罗(F-P)多腔干涉理论,设计并制备了一种光纤F-P温度、压力复合传感器。该传感器由石英玻璃和蓝宝石玻璃构成,石英与蓝宝石之间的空气... 为了实时监测石化反应器内部高温、高压环境下压力和温度变化,严格控制原料的反应过程,采用法布里-珀罗(F-P)多腔干涉理论,设计并制备了一种光纤F-P温度、压力复合传感器。该传感器由石英玻璃和蓝宝石玻璃构成,石英与蓝宝石之间的空气腔为压力腔,温度腔则为蓝宝石本身。通过理论计算和仿真验证,分析了压力腔和温度腔不同参数对传感器性能的影响,从而取得了最佳的传感器结构参数数据。结果表明,该传感器制作工艺简单且性能可靠,能够实现0MPa~5MPa和-20℃~300℃范围内压力和温度的同时测量;该传感器在压力0.1MPa~5MPa和温度20℃~180℃环境下有良好压力温度线性响应关系,压力灵敏度为796nm/MPa,温度灵敏度为3.864nm/℃。该传感器适用于石化反应器内部高温高压环境下压力和温度的同时监测。 展开更多
关键词 传感器技术 光纤f-p复合传感器 高温高压 温度腔 压力腔
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光纤F-P传感器在用于复合材料检测的实验研究 被引量:1
2
作者 卢坤 梁大开 杨明 《光电技术应用》 2004年第2期6-9,共4页
光纤法珀(F-P)传感器广泛的应用于温度、应变、振动和压力等物理量的测量,由于其体积小、精度高等独特的优点非常适合于埋入复合材料或贴在表面对其进行测量,从而实现对符合材料的损伤诊断。利用光纤F-P传感器对复合材料结构损伤进行了... 光纤法珀(F-P)传感器广泛的应用于温度、应变、振动和压力等物理量的测量,由于其体积小、精度高等独特的优点非常适合于埋入复合材料或贴在表面对其进行测量,从而实现对符合材料的损伤诊断。利用光纤F-P传感器对复合材料结构损伤进行了试验研究;并结合有限元软件(ANSYS)对光纤F-P传感器在复合材料中的埋入方式、注意事项以及分布原则等进行了综合分析,初步给出了埋入的原则。 展开更多
关键词 光纤f-p传感器 复合材料 损伤诊断 有限元软件 埋入
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基于复合结构微光纤曲率传感器研究
3
作者 董臻 姚铭 +3 位作者 沈彤 孟祥超 张少先 柳春郁 《黑龙江大学工程学报(中英俄文)》 2024年第1期40-47,92,共9页
提出了一种基于熔锥型多模微光纤(MMMF)马赫-曾德尔干涉的曲率传感器,该曲率传感器通过将105多模光纤(MMF)两端与普通单模光纤(SMF)进行电弧熔接,并对MMF进行熔融拉锥,构成了单模光纤-多模微光纤-单模光纤的复合结构。实验研究了拉锥长... 提出了一种基于熔锥型多模微光纤(MMMF)马赫-曾德尔干涉的曲率传感器,该曲率传感器通过将105多模光纤(MMF)两端与普通单模光纤(SMF)进行电弧熔接,并对MMF进行熔融拉锥,构成了单模光纤-多模微光纤-单模光纤的复合结构。实验研究了拉锥长度分别为12000μm,16000μm两种腰锥直径不同的微光纤,并进行曲率传感测量。实验结果表明:随着传感器曲率的逐渐增大,传输光谱出现很明显的蓝移现象,可通过监测透射谱谐振波谷波长的漂移实现曲率灵敏度的测量,传感器的灵敏度随着腰锥直径的减小而增大,在拉锥长度达到15000μm,2.545~3.136 m^(-1)的曲率测量范围内可获得最大的曲率灵敏度为-20.267 nm·m^(-1),具有较好的线性拟合度。该传感器具有结构简单,易于制造,灵敏度较高,价格低廉等优点,可广泛应用于桥梁、建筑等土木工程的曲率传感领域。 展开更多
关键词 光纤光学 复合结构微光纤 马赫-曾德尔干涉仪 传感器 曲率传感
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F-P光纤传感器在SRM复合材料壳体中的应用
4
作者 常新龙 胡江华 张博 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2008年第2期149-150,154,共3页
文中主要根据目前固体火箭发动机检测的需要,提出了将光纤F-P传感器应用于复合材料壳体检测。将光纤传感器埋入复合材料平板内部进行拉伸实验,对实验数据进行拟合,计算出壳体材料的弹性模量,最后对实验结果进行误差分析,得出将光纤F-P... 文中主要根据目前固体火箭发动机检测的需要,提出了将光纤F-P传感器应用于复合材料壳体检测。将光纤传感器埋入复合材料平板内部进行拉伸实验,对实验数据进行拟合,计算出壳体材料的弹性模量,最后对实验结果进行误差分析,得出将光纤F-P传感器埋入到壳体中进行检测是可行的。 展开更多
关键词 f-p光纤传感器 SRM 壳体 复合材料平板
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光纤光栅传感器在航空航天复合材料/结构健康监测中的应用 被引量:32
5
作者 于秀娟 余有龙 +1 位作者 张敏 廖延彪 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2006年第1期1-3,共3页
本文简要概述了光纤光栅传感器的特点及航空航天复合材料的类型,详细介绍了光纤光栅在航空航天复合材料/结构健康监测中的应用和发展状况;指出目前存在的问题,并探讨了相应的对策;展望了基于该类传感器的健康监测技术在航空航天领域的... 本文简要概述了光纤光栅传感器的特点及航空航天复合材料的类型,详细介绍了光纤光栅在航空航天复合材料/结构健康监测中的应用和发展状况;指出目前存在的问题,并探讨了相应的对策;展望了基于该类传感器的健康监测技术在航空航天领域的应用前景。 展开更多
关键词 光纤光栅 传感器 健康监测 航空航天 复合材料
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F-P光纤应力传感器研制 被引量:4
6
作者 高晓丁 高鹏 王旭 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2009年第3期88-92,共5页
分析了F-P光纤应力传感器工作原理,提出了F-P光纤应力传感器的数学模型,设计了F-P光纤应力传感器弹性体结构、光电转换系统。F-P光纤应力传感器光源电路设计采用APC电路。APC电路由两个运算放大器和晶体管以及外围电路组成,采用背向光... 分析了F-P光纤应力传感器工作原理,提出了F-P光纤应力传感器的数学模型,设计了F-P光纤应力传感器弹性体结构、光电转换系统。F-P光纤应力传感器光源电路设计采用APC电路。APC电路由两个运算放大器和晶体管以及外围电路组成,采用背向光反馈自动偏置控制方式,即用半导体激光器组件中的PD光电二极管监测LD背向输出的光功率。对F-P光纤应力传感器进行了静态特性标定试验,试验结果表明,该传感器具有较高的测量精度,能够满足工程测量要求。 展开更多
关键词 光纤 应力传感器 f-p光纤应变计 APC电路 静态特性
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光纤传感器在复合材料固化监测中的应用 被引量:5
7
作者 王殿富 万里冰 +1 位作者 张博明 武湛君 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第5期710-714,共5页
光纤传感器代表一种崭新的传感技术 ,适用于众多场合 .根据传感原理 ,对应用于复合材料固化监测的光纤传感器进行了概述 ,分别介绍了它们的结构、传感机理以及应用方法 。
关键词 光纤传感器 复合材料 固化监测
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采用光纤传感器的专家系统实时监控复合材料固化成型过程的研究 被引量:4
8
作者 李辰砂 张博明 +1 位作者 武湛君 王殿富 《高技术通讯》 EI CAS CSCD 2001年第8期98-101,97,共5页
研究了专家系统在线监控复合材料固化成型过程 ,并将所研制的光纤传感器用于专家系统负责采集和传感固化体系内的参数变量的数据。实验证明这种光纤传感器用于智能监控系统是灵敏的 。
关键词 复合材料 固化成型过程 智能监控 光纤传感器 专家系统 成型工艺
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基于光纤光栅传感器内埋的复合材料加筋板冲击位置识别 被引量:9
9
作者 王文娟 宋昊 +1 位作者 吴天 薛景锋 《航空制造技术》 2016年第15期103-109,共7页
光纤光栅传感器是实现复合材料内部结构健康监测的最佳选择,可实现对复合材料冲击载荷位置的实时识别,锁定损伤区域,视情检测,提高效率,减小安全隐患。将光纤光栅传感器在复合材料层合板预浸料阶段埋入,通过热压罐固化方式成型为一体化... 光纤光栅传感器是实现复合材料内部结构健康监测的最佳选择,可实现对复合材料冲击载荷位置的实时识别,锁定损伤区域,视情检测,提高效率,减小安全隐患。将光纤光栅传感器在复合材料层合板预浸料阶段埋入,通过热压罐固化方式成型为一体化结构,研究传感器对层合板不同位置载荷冲击的识别技术;并将12支光纤光栅传感器内埋于航空飞机典型复合材料加筋板结构,通过互相关函数算法成功实现了小尺寸加筋板结构的冲击定位判别。 展开更多
关键词 复合材料 光纤光栅传感器 内埋 冲击位置识别
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多模光纤传感器复合材料固化实时监测研究 被引量:2
10
作者 张博明 冷劲松 +1 位作者 杜善义 王殿富 《高技术通讯》 EI CAS CSCD 1998年第10期35-39,共5页
设计了一种新型光纤传感器,提出通过测量光纤末端近场模斑谱监测光纤埋置周围树脂折射率的变化。计算了随着树脂固化过程中折射率变化的功率谱密度分布,给出了截止频率与折射率的近似关系以及利用这种传感器进行复合材料树脂固化监测... 设计了一种新型光纤传感器,提出通过测量光纤末端近场模斑谱监测光纤埋置周围树脂折射率的变化。计算了随着树脂固化过程中折射率变化的功率谱密度分布,给出了截止频率与折射率的近似关系以及利用这种传感器进行复合材料树脂固化监测的实验结果。发现这种光纤传感器的信号可以用来反映固化凝胶点和固化结束点。由于固化后光纤仍保持光波导特性,该光纤还可以用来监测结构受环境的扰动如温度变化、振动等。 展开更多
关键词 光纤传感器 固化 折射率 复合材料 模斑
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用于编织复合材料应变检测的光纤微弯传感器 被引量:3
11
作者 黄睿 袁慎芳 陶宝祺 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2002年第5期351-353,共3页
研究了光纤微弯传感器在树脂基编织复合材料应变检测中的应用。将光纤编入三维四向编织碳 /环氧复合材料试件中 ,构成微弯传感器 ,并通过树脂传递模塑工艺成型。对编入试件光纤的性能参数进行了测试 ,并对在三点弯曲载荷下试件内部的应... 研究了光纤微弯传感器在树脂基编织复合材料应变检测中的应用。将光纤编入三维四向编织碳 /环氧复合材料试件中 ,构成微弯传感器 ,并通过树脂传递模塑工艺成型。对编入试件光纤的性能参数进行了测试 ,并对在三点弯曲载荷下试件内部的应变进行了检测。实验结果表明 :编入试件的微弯传感器可以经受编织工艺和成型工艺 ,该传感器具有一定的灵敏度和测量范围。 展开更多
关键词 光纤传感器 微弯 编织复合材料 应变检测
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基于FFT-COSS的光纤F-P传感器解调算法 被引量:1
12
作者 付亚平 闻妲 王巧云 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期1529-1535,共7页
针对光纤Fabry-Perot(F-P)传感器的解调,提出一种基于快速傅里叶变换与余弦相似度(FFT-COSS)的腔长解调算法.首先利用快速傅里叶变换确定腔长的粗测值,然后结合余弦相似度算法求取精确腔长值,作为F-P腔的最终解调结果.仿真结果表明,FFT-... 针对光纤Fabry-Perot(F-P)传感器的解调,提出一种基于快速傅里叶变换与余弦相似度(FFT-COSS)的腔长解调算法.首先利用快速傅里叶变换确定腔长的粗测值,然后结合余弦相似度算法求取精确腔长值,作为F-P腔的最终解调结果.仿真结果表明,FFT-COSS算法将解调误差控制在±0.2 nm,单次解调的平均时间控制在1 s.将该算法应用于石墨烯与聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)混合膜制作的薄膜式F-P传感器微压测试系统.实验结果表明,FFT-COSS算法的拟合度达到0.990 8,腔长分辨率优于0.621 8 nm,单次解调的平均时间控制在1 s,与仿真结果相符. 展开更多
关键词 光纤f-p传感器 薄膜式传感器 快速傅里叶变换 余弦相似度 腔长解调
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基于傅里叶变换的F-P光纤传感器阵列设计 被引量:1
13
作者 李忠武 陈丽清 《光通信技术》 CSCD 北大核心 2014年第8期42-44,共3页
通过傅里叶变换在频域中对光纤F-P传感器的透射光谱进行研究,简化了腔长解调的过程,使得腔长解调变得简单且易于控制。主要从理论上分析了光纤F-P传感器透射光谱的特性和影响因素,对光纤F-P传感器的并联复用和串联复用的傅里叶变换解调... 通过傅里叶变换在频域中对光纤F-P传感器的透射光谱进行研究,简化了腔长解调的过程,使得腔长解调变得简单且易于控制。主要从理论上分析了光纤F-P传感器透射光谱的特性和影响因素,对光纤F-P传感器的并联复用和串联复用的傅里叶变换解调方法进行了研究和讨论,同时利用数值模拟仿真研究了光纤F-P传感阵列应变传感的规律。 展开更多
关键词 光纤f-p传感器 傅里叶变换 数值模拟
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光纤光栅传感器在复合材料中的健康监测技术 被引量:1
14
作者 杨曦凝 王维 +1 位作者 陈浩然 路明坤 《交通科技与经济》 2014年第3期125-128,共4页
简要阐述光纤光栅(FBG)传感器的结构和原理,分析FBG传感器在复合材料健康监测领域中的应用现状,探讨FBG传感器在复合材料结构应用中的热点研究问题及解决方法。最后,对基于该类型传感器的健康监测技术应用前景进行展望。
关键词 光纤光栅传感器 结构健康监测 复合材料
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基于白光干涉的应变式F-P光纤传感器的研究 被引量:1
15
作者 杨要恩 孙宝臣 王庆敏 《石家庄铁道学院学报》 2005年第1期47-49,共3页
  对基于白光干涉理论的F-P光纤传感器的主要结构参数和测试理论进行了分析,并对F-P光纤传感器进行了性能测试。从理论和实验两方面证明F-P光纤传感器粘贴到简支实验梁上具有较好的传感性能,对于桥梁等关键受力构件的监测具有一定的...   对基于白光干涉理论的F-P光纤传感器的主要结构参数和测试理论进行了分析,并对F-P光纤传感器进行了性能测试。从理论和实验两方面证明F-P光纤传感器粘贴到简支实验梁上具有较好的传感性能,对于桥梁等关键受力构件的监测具有一定的研究价值,同时具有一定的应用前景。 展开更多
关键词 白光干涉 f-p光纤传感器 传感性能
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光纤传感器监测复合材料固化过程
16
作者 李辰砂 张博明 +3 位作者 王殿富 杜善义 王淑芳 李玉华 《高技术通讯》 EI CAS CSCD 1999年第5期35-40,共6页
设计了两种新型光纤传感器,一种是通过测量光纤末端近场模斑谱反映光纤埋置周围树脂折射率的变化,另一种是采用光纤微弯衰减方法测量复合材料固化中铺层被压缩的进程。利用这两种传感器进行了复合材料固化监测实验,结果表明,发现光... 设计了两种新型光纤传感器,一种是通过测量光纤末端近场模斑谱反映光纤埋置周围树脂折射率的变化,另一种是采用光纤微弯衰减方法测量复合材料固化中铺层被压缩的进程。利用这两种传感器进行了复合材料固化监测实验,结果表明,发现光纤模斑传感器的信号可以准确反映树脂基体的粘度的变化历程,光纤微弯传感器的信号可以反映铺层被压缩的过程,监测这两个关键的参数变量不但有利于操作工艺的优化。 展开更多
关键词 复合材料 固化 光纤传感器 模斑 微弯 监测
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光纤F-P应变传感器光纤端面反射率优化
17
作者 赵雷 陈伟民 章鹏 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2006年第5期15-16,19,共3页
讨论了光在F-P腔内的传输损耗,并分析了损耗对传感器输出信号质量的影响,进而提出了通过提高反射光纤端面反射率的方法来改善传感器输出信号的质量。为了使传感器在其工作腔长范围内的输出信号整体上具有尽可能好的对比度,采用最小均方... 讨论了光在F-P腔内的传输损耗,并分析了损耗对传感器输出信号质量的影响,进而提出了通过提高反射光纤端面反射率的方法来改善传感器输出信号的质量。为了使传感器在其工作腔长范围内的输出信号整体上具有尽可能好的对比度,采用最小均方误差法确定了反射光纤端面的最优反射率值,为F-P传感器制作中光纤端面反射率的确定提供了指导。 展开更多
关键词 物理光学 反射率优化 最小均方误差法 光纤f-p应变传感器
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基于F-P干涉的膜片式光纤压力传感器的设计
18
作者 梁有程 陈海涛 《湖南邮电职业技术学院学报》 2021年第2期1-3,35,共4页
本文设计了一种基于Fabry-Pérot(F-P)干涉的膜片式光纤传感器及其压力信号测量方案。基于光学干涉理论对该F-P腔的反射信号进行计算与分析,得出在不同端面反射率下,该F-P腔的反射信号与干涉腔腔长的对应关系。该F-P腔选用弹性金属... 本文设计了一种基于Fabry-Pérot(F-P)干涉的膜片式光纤传感器及其压力信号测量方案。基于光学干涉理论对该F-P腔的反射信号进行计算与分析,得出在不同端面反射率下,该F-P腔的反射信号与干涉腔腔长的对应关系。该F-P腔选用弹性金属膜作为外参量的感应面,通过金属膜片的形变来调整F-P干涉腔的腔长参数,调整了光纤F-P干涉式传感器的构建方式,使得干涉腔的移动臂具有更高的外参量感应性能,提升了干涉腔的压力测试灵敏度。 展开更多
关键词 f-p干涉 膜片 压力 光纤传感器
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基于光纤光栅传感器的复合材料气瓶应变检测 被引量:3
19
作者 阚宝玺 杨超 +3 位作者 王学锋 唐才杰 崔留住 王俊锋 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期111-116,共6页
针对复合材料气瓶应变检测的需求,提出了一种光纤光栅传感器植入碳纤维缠绕铝合金内衬的复合材料气瓶的方法,首先在室温下将光纤光栅传感器粘接在经过喷砂处理的铝合金内衬外表面,然后对粘接了光纤光栅传感器的铝合金内衬进行高温老炼,... 针对复合材料气瓶应变检测的需求,提出了一种光纤光栅传感器植入碳纤维缠绕铝合金内衬的复合材料气瓶的方法,首先在室温下将光纤光栅传感器粘接在经过喷砂处理的铝合金内衬外表面,然后对粘接了光纤光栅传感器的铝合金内衬进行高温老炼,最后进行碳纤维缠绕和固化。开展了8只光纤光栅应变传感器植入复合材料气瓶的试验,其中6只传感器在复合材料气瓶150℃/1.5 h固化后保持存活,实现了复合材料气瓶固化、水压疲劳、高温试验等过程中的应变检测。结果表明,所提出的方法可以减小内衬的粗糙外表面导致的光纤光栅信号衰减,验证了光纤光栅传感器植入复合材料气瓶进行应变检测的可行性。 展开更多
关键词 复合材料 气瓶 应变 光纤传感器 光纤光栅
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浮空器柔性复合蒙皮形变光纤布拉格光栅传感器应变传递特性 被引量:4
20
作者 刘炳锋 董明利 +2 位作者 孙广开 何彦霖 祝连庆 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2021年第5期193-201,共9页
为提高浮空器气囊蒙皮形变光纤布拉格光栅监测的应变传递效率,研究了柔性复合蒙皮光纤光栅应变传递特性。针对柔性复合蒙皮材料结构特征,建立了“光纤光栅—粘贴层—蒙皮结构”三层应变传递模型,推导出应变传递变化函数,通过解析方法和... 为提高浮空器气囊蒙皮形变光纤布拉格光栅监测的应变传递效率,研究了柔性复合蒙皮光纤光栅应变传递特性。针对柔性复合蒙皮材料结构特征,建立了“光纤光栅—粘贴层—蒙皮结构”三层应变传递模型,推导出应变传递变化函数,通过解析方法和有限元方法对光纤光栅传感器各点应变传递率进行了计算,并分析了粘贴层及蒙皮结构相关参数对应变传递率的影响,得出表面粘贴式光纤光栅传感结构最佳封装参数。研究结果表明,对于传感器中部的应变传递效率,解析和数值方法计算误差小于5%,当粘贴层弹性模量为0.5 GPa、粘贴长度为40 mm、粘贴宽度为6 mm、上下粘贴层厚度分别为0.2 mm和0.1 mm时,光纤光栅应变传递模型封装参数优化后的应变传递率可达97.04%,可满足浮空器气囊形变监测的灵敏度要求。 展开更多
关键词 浮空器 柔性复合蒙皮 光纤光栅 表贴式传感器 应变测量 应变传递
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