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一种光纤布喇格光栅涡街流量传感器
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作者 贾振安 王恒超 +3 位作者 史小宇 高宏 白燕 樊伟 《压电与声光》 CAS 北大核心 2024年第1期61-66,共6页
在流量计量领域中,利用光纤传感技术对涡街流量计量的研究较少,故具有重要的研究意义。该文设计了一种悬臂梁式的光纤布喇格光栅涡街流量传感器,其利用悬臂梁自由端振动使光纤布喇格光栅中心波长发生周期性移位,从而测量涡街频率,得到... 在流量计量领域中,利用光纤传感技术对涡街流量计量的研究较少,故具有重要的研究意义。该文设计了一种悬臂梁式的光纤布喇格光栅涡街流量传感器,其利用悬臂梁自由端振动使光纤布喇格光栅中心波长发生周期性移位,从而测量涡街频率,得到流体流量信息。温度传感测试实验与流量传感测试实验结果表明,该传感器温度灵敏度为17 pm/℃,涡街流量灵敏度为0.01895 Hz/(L·h^(-1)),非线性误差为2.23%。实验验证了该传感器可应用于液体涡街流量计量。 展开更多
关键词 光纤 光纤光栅 涡街流量计
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光纤布喇格光栅温度传感特性的研究 被引量:15
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作者 周智 武湛君 +3 位作者 田石柱 赵雪峰 万里冰 欧进萍 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2002年第6期430-433,共4页
对光纤布拉格光栅的温度传感特性进行了理论分析,并进行了试验验证,得到了利用通信光纤写入光纤光栅的温度传感灵敏度系数。为了提高光纤光栅的温度敏感特性,研究了管式环氧树脂封装光纤光栅的温度传感特性。研究结果表明:光纤光栅对温... 对光纤布拉格光栅的温度传感特性进行了理论分析,并进行了试验验证,得到了利用通信光纤写入光纤光栅的温度传感灵敏度系数。为了提高光纤光栅的温度敏感特性,研究了管式环氧树脂封装光纤光栅的温度传感特性。研究结果表明:光纤光栅对温度非常敏感,具有很好的线性度;经过管式环氧树脂封装的光纤光栅明显地提高了温度敏感特性;用光纤光栅可以方便制作分布式温度传感器。 展开更多
关键词 光纤 光栅 温度特性 光纤光栅封装 温度敏 管式环氧树脂
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非栅区封装光纤布喇格光栅应变传感特性研究 被引量:6
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作者 吴俊 陈伟民 +2 位作者 余葵 马希钦 舒岳阶 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期79-83,共5页
针对表面粘贴式非栅区封装结构,依据变形等效原理,推导了该结构的应变传递函数,仿真分析了非栅区封装中间段长度与封装材料弹性模量对应变传递效率的影响.分别采用有机环氧胶与金属锌,将两只光纤布喇格光栅用非栅区封装方式固定在同一... 针对表面粘贴式非栅区封装结构,依据变形等效原理,推导了该结构的应变传递函数,仿真分析了非栅区封装中间段长度与封装材料弹性模量对应变传递效率的影响.分别采用有机环氧胶与金属锌,将两只光纤布喇格光栅用非栅区封装方式固定在同一根钢丝上,进行拉伸试验,试验结果表明:两种材料的拉伸曲线线性度均达到0.99以上,表明两种封装材料的应变传递一致性较好;金属锌封装结构的应力感知灵敏度平均值为0.142 6nm/KN,环氧有机胶封装结构的应力感知灵敏度平均值为0.130 4nm/KN;各种应变值下,金属锌封装结构的应变传递系数均稳定在0.995左右,而环氧有机胶封装结构的应变传递系数在0.91左右上下波动,金属锌的应变传递效率较有机环氧胶高了近9.34%.试验结果与数值仿真结果较为吻合,可为非栅区封装光纤布喇格光栅传感器的设计提供依据. 展开更多
关键词 光纤 光纤光栅 表面粘贴式 非栅区封装 栅区封装 弹性模量 应变递效率
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基于应力分析的电镀保护光纤布喇格光栅传感性能分析(英文) 被引量:2
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作者 谢剑锋 王颖 +2 位作者 莫钊 刘咏松 曾任贤 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期17-20,共4页
为保护光纤光栅,提出了一种镀层和光纤光栅结合良好的无粗化过程的化学镀和电镀保护方法.基于应力分析法,得到镀镍光纤光栅的温度灵敏度公式,采用ANSYS有限元软件分析了电镀后光纤光栅应力随温度变化关系,并进行了实验证实.结果表明:光... 为保护光纤光栅,提出了一种镀层和光纤光栅结合良好的无粗化过程的化学镀和电镀保护方法.基于应力分析法,得到镀镍光纤光栅的温度灵敏度公式,采用ANSYS有限元软件分析了电镀后光纤光栅应力随温度变化关系,并进行了实验证实.结果表明:光纤光栅电镀后温度灵敏度理论和实验值分别为20.6951pm/℃、22.076pm/℃.理论分析和实验、仿真结果基本一致.相比裸光纤光栅,温度灵敏度增加到原来的2.2倍.该方法不仅可以获得厚度理想的保护层,还可以提高光纤光栅的温度灵敏度. 展开更多
关键词 电镀 性能 热应力 光纤光栅 ANSYS
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基于长周期光栅边缘滤波解调的光纤布喇格光栅位移传感研究 被引量:7
5
作者 黄勇林 代森 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第9期1266-1269,共4页
利用长周期光栅的边缘滤波解调技术,我们报道了一种光纤布喇格光栅位移传感方法。系统由一个3dB耦合器、一个传感光纤布喇格光栅、一个长周期光栅和一个探测器构成。实验结果表明,在所测位移范围内,传感系统输出的光功率与位移成良好的... 利用长周期光栅的边缘滤波解调技术,我们报道了一种光纤布喇格光栅位移传感方法。系统由一个3dB耦合器、一个传感光纤布喇格光栅、一个长周期光栅和一个探测器构成。实验结果表明,在所测位移范围内,传感系统输出的光功率与位移成良好的线性关系,位移灵敏度为9.24pW/mm,位移分辨率为0.01mm。该方案结构简单、灵敏度高、线性度好,可应用于实际中的位移测量。 展开更多
关键词 光纤技术 边缘滤波解调 长周期光栅 光栅 位移
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基于喇曼/掺铒光纤混合放大的长距离布喇格光栅传感器系统 被引量:2
6
作者 陈容睿 饶云江 +1 位作者 冉曾令 聂玲 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期507-510,共4页
提出了一种提高长距离光纤布喇格光栅信噪比以进行准分布测量的新方法.本方法基于双向喇曼放大和双掺铒光纤结构,喇曼光纤放大器对布喇格光栅信号进行低噪音的双向放大,置于远处的掺铒光纤利用剩余的泵浦功率产生自发辐射光和放大传感信... 提出了一种提高长距离光纤布喇格光栅信噪比以进行准分布测量的新方法.本方法基于双向喇曼放大和双掺铒光纤结构,喇曼光纤放大器对布喇格光栅信号进行低噪音的双向放大,置于远处的掺铒光纤利用剩余的泵浦功率产生自发辐射光和放大传感信号,为第二段掺铒光纤之后的远处布喇格光栅传感器提供光以及补偿由于长距离传输造成的光纤损耗.实验显示传感器系统的性能得到显著提高.使用功率为240 mW的单个普通泵浦,分布在50 km光纤上的FBG均可获得15 dB的良好信噪比,比混合放大前提高了10 dB. 展开更多
关键词 光纤光栅(fbg) 长距离 曼放大 掺铒光纤放大
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光纤布喇格光栅低温传感的特性研究 被引量:2
7
作者 门志伟 张喜和 +3 位作者 房文汇 杨宏 刘晶 王兆民 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期1191-1194,共4页
从光纤布喇格光栅的温度传感模式出发,对光纤布喇格光栅的温度传感特性进行了分析,推导出了光纤光栅的一阶与二阶温度灵敏度系数,并运用MATLAB对实验数据进行了拟和,所得多项式和理论值吻合得很好.并对低温传感进行了实验,将在常温下得... 从光纤布喇格光栅的温度传感模式出发,对光纤布喇格光栅的温度传感特性进行了分析,推导出了光纤光栅的一阶与二阶温度灵敏度系数,并运用MATLAB对实验数据进行了拟和,所得多项式和理论值吻合得很好.并对低温传感进行了实验,将在常温下得出的多项式进行了热光系数的修正,所得的结果同时符合常温与低温的传感特性,解决了低温与常温情况下的理论计算与实验的不一致性. 展开更多
关键词 光纤光栅 温度 热光效应
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灵敏度可调的光纤布喇格光栅称量传感单元 被引量:3
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作者 冯艳 张劲 +2 位作者 张震 张华 李玉龙 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期31-36,共6页
以杠杆悬臂传感梁为基础,设计了支点可调式称量传感单元,通过调节支点位置实现不同量程的称量传感灵敏度可调控制,并且可以实现温度误差补偿.理论分析表明,结构一定的传感单元,支点与支座间距离存在临界阈值,当支座间距离等于该阈值时,... 以杠杆悬臂传感梁为基础,设计了支点可调式称量传感单元,通过调节支点位置实现不同量程的称量传感灵敏度可调控制,并且可以实现温度误差补偿.理论分析表明,结构一定的传感单元,支点与支座间距离存在临界阈值,当支座间距离等于该阈值时,称量传感灵敏度等于零;随着支座间距离的增大灵敏度逐渐减小并趋向于稳定.实验表明,在0~200g的范围内,称量传感的平均线性度大于0.998,理论灵敏度与实验灵敏度之间的平均相对误差为6.46%,可满足不同量程的不同灵敏度的称量应用. 展开更多
关键词 光纤光栅 称量 杠杆式悬臂 灵敏度可调 量程可调
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光纤布喇格光栅应变传感技术 被引量:4
9
作者 陈伟民 江毅 黄尚廉 《光通信技术》 CSCD 1995年第3期249-253,共5页
介绍了基于芯内布喇格光栅的光纤应变传感技术,讨论了它的传感原理、解调方法及其传感方式等相关技术,分析了其特点。
关键词 光纤光栅 波长移动 应变 光栅
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光纤布喇格光栅的低温传感特性研究 被引量:1
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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 光纤光栅(fbg) 低温 热光系数 热膨胀系数
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基于掺铒光纤/喇曼混合放大的光纤激光器布喇格光栅传感系统 被引量:1
11
作者 饶云江 陈容睿 冉曾令 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第9期1656-1659,共4页
提出了一种提高长距离光纤布喇格光栅信噪比以进行准分布测量的新方法.该方法基于掺铒光纤/喇曼混合放大的光纤激光器结构,掺铒光纤和滤波器构成的环形结构产生激光作为光源,喇曼光纤放大器对布喇格光栅信号进行低噪音的双向放大,置于... 提出了一种提高长距离光纤布喇格光栅信噪比以进行准分布测量的新方法.该方法基于掺铒光纤/喇曼混合放大的光纤激光器结构,掺铒光纤和滤波器构成的环形结构产生激光作为光源,喇曼光纤放大器对布喇格光栅信号进行低噪音的双向放大,置于远处的掺铒光纤利用剩余的泵浦功率产生自发辐射光和放大传感信号,为远处掺铒光纤之后的布喇格光栅传感器提供信号光以及补偿由于长距离传输造成的光纤损耗.实验显示,与使用宽带光源的传感方式相比,系统的性能得到显著提高,仅使用小功率泵浦,分布在50 km光纤上的FBG均获得了超过58 dB的优良信噪比. 展开更多
关键词 光纤光栅(fbg) 光纤激光器 曼放大 掺铒光纤放大
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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
12
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 光纤光栅 温度 式阵列 大量程
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光纤布喇格光栅铅酸蓄电池容量检测传感器研究
13
作者 赵明富 周斌 +1 位作者 黄德翼 矫雷子 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2011年第6期883-886,共4页
根据光纤布喇格光栅(FBG)折射率传感原理,提出使用腐蚀的FBG制作成的相移光栅折射率传感器测量铅酸蓄电池剩余容量的方案。将电解液的折射率变化与电解液浓度测量联系起来,而电解液浓度又与铅酸蓄电池容量有一一对应的函数关系,从而通... 根据光纤布喇格光栅(FBG)折射率传感原理,提出使用腐蚀的FBG制作成的相移光栅折射率传感器测量铅酸蓄电池剩余容量的方案。将电解液的折射率变化与电解液浓度测量联系起来,而电解液浓度又与铅酸蓄电池容量有一一对应的函数关系,从而通过测量铅酸蓄电池电解液浓度就可知蓄电池的容量状态。此法能很好地实现铅酸蓄电池容量的在线测量。该传感器具有测量准确,反应灵敏,使用寿命长等优点。 展开更多
关键词 铅酸蓄电池 剩余容量 光纤光栅(fbg) 折射率 腐蚀 相移光栅
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光纤布喇格光栅传感器用于桥梁监测
14
作者 张巍 吕志涛 《世界桥梁》 2002年第4期36-40,共5页
光纤布喇格光栅 (Fiber -opticBraggGrating ,以下简称FBG)应变传感器具有极其优良的稳定性 ,已被证实适用于长期监测 ,在结构监测领域具有非常广泛的应用前景。对许多其它光纤传感技术和电子传感技术而言 ,信号强度的波动一直是困扰人... 光纤布喇格光栅 (Fiber -opticBraggGrating ,以下简称FBG)应变传感器具有极其优良的稳定性 ,已被证实适用于长期监测 ,在结构监测领域具有非常广泛的应用前景。对许多其它光纤传感技术和电子传感技术而言 ,信号强度的波动一直是困扰人们的难题 ,而FBG传感器所运用的光谱调制技术 ,具有内在的、抗信号强度波动的能力 ,这保证了测试的稳定性以及导线与接头的非敏感性 ,这些都是在确保高分辨率与高精度的前提下 ,进行长期和间歇监测的必要条件。 展开更多
关键词 光纤光栅 桥梁监测 光纤光栅 光谱调制
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基于焦耳热的光纤布喇格光栅电压传感器研究 被引量:5
15
作者 米林 杨德兴 +3 位作者 姜亚军 王美蓉 郭钰宁 屈俊荣 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期32-36,共5页
设计了一种基于焦耳热的新型光纤布喇格光栅电压传感器以用于小电压的精确监测.实验中通过真空蒸镀法在光栅周围镀上一层金属镍,并将光栅密闭封装在充满气凝胶的铜管中.电压传感通过所镀金属镍层在通电过程中产生的焦耳热引起栅区温度升... 设计了一种基于焦耳热的新型光纤布喇格光栅电压传感器以用于小电压的精确监测.实验中通过真空蒸镀法在光栅周围镀上一层金属镍,并将光栅密闭封装在充满气凝胶的铜管中.电压传感通过所镀金属镍层在通电过程中产生的焦耳热引起栅区温度升高,导致光纤光栅反射谱中心波长漂移,从而实现电压与光纤光栅中心波长漂移量的变换.实验表明,封装后的直流电压灵敏度达到520pm/V2,并可用于较低频率的交流传感,且系统结构简单、精度高、易于实现. 展开更多
关键词 电压 光纤光栅 焦耳热 金属封装 波长漂移
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光纤布喇格光栅器件应力疲劳评价理论研究 被引量:10
16
作者 舒岳阶 陈伟民 +3 位作者 章鹏 刘浩 张伟 刘显明 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期805-811,共7页
光纤布喇格光栅器件应力疲劳特性严重影响着光纤光栅应变传感器的长期可靠性,为了评估光纤光栅器件的应力疲劳特性,分析了光纤光栅应变传感器的封装结构对疲劳评价的影响,并以表面直接粘接的简化模型评估了光纤光栅器件的应力疲劳特性.... 光纤布喇格光栅器件应力疲劳特性严重影响着光纤光栅应变传感器的长期可靠性,为了评估光纤光栅器件的应力疲劳特性,分析了光纤光栅应变传感器的封装结构对疲劳评价的影响,并以表面直接粘接的简化模型评估了光纤光栅器件的应力疲劳特性.从简化模型的基本力学与光学特性出发,提出以光谱特性的边模抑制比和带宽作为评价光纤光栅器件疲劳的指标体系,以传感特性的灵敏度、线性度和应变传递效率作为评价粘接层疲劳的指标体系.设计了基于等强度梁的光纤光栅器件加速疲劳实验,疲劳的应力幅度为500微应变,频率为18赫兹;1000万次疲劳实验后,三支光纤光栅的带宽平均增加2.07%,平均应变传递效率和平均灵敏度分别下降4.5%和3.9%,实验结果说明提出的指标体系能有效地区分粘接层和光纤光栅的疲劳,从而验证了该评价理论的可行性. 展开更多
关键词 光纤光栅器件 评价指标 可靠性 应力疲劳 光谱特性 特性 等强度梁
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基于多芯光纤级联布喇格光纤光栅的横向压力与温度同时测量 被引量:10
17
作者 蒋友华 傅海威 +2 位作者 张静乐 贾振安 乔学光 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期118-123,共6页
提出并制作了一种基于多芯光纤与单模光纤错位构成的马赫-曾德尔干涉仪,将其与光纤布喇格光栅级联,形成的全光纤传感系统可实现横向压力和温度双参量同时测量.马赫-曾德尔干涉仪是利用多芯光纤和单模光纤的模场不匹配而发生模间干涉,当... 提出并制作了一种基于多芯光纤与单模光纤错位构成的马赫-曾德尔干涉仪,将其与光纤布喇格光栅级联,形成的全光纤传感系统可实现横向压力和温度双参量同时测量.马赫-曾德尔干涉仪是利用多芯光纤和单模光纤的模场不匹配而发生模间干涉,当外界横向压力直接作用在多芯光纤内部光场,干涉仪具有较高的灵敏度.实验结果表明:马赫-曾德尔干涉仪压力灵敏度为28.57nm/(N·mm^(-1)),线性度为0.997,而光纤布喇格光栅在一定范围内对压力变化不敏感;马赫-曾德干涉仪和光纤布喇格光栅对温度变化都具有较高的线性度,温度灵敏度分别为56.1pm/℃和11.3pm/℃.对于分辨率为0.02nm的光谱仪,传感器可实现的压力和温度测量分辨率分别为7.0×10^(-4)N/mm和0.03℃.马赫-曾德尔干涉仪的透射谱和光纤布拉光栅的谐振峰对横向压力和温度的变化有不同的光谱响应,利用光谱仪对传感器的透射谱实时监测,方便地实现了压力与温度双参量的测量.该传感器结构简单,灵敏度高,可用于不同领域的压力传感. 展开更多
关键词 光纤 多芯光纤 光纤压力 光纤马赫-曾德尔干涉仪 光纤光栅 双参量测量
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光纤布喇格光栅应力增敏理论研究 被引量:5
18
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 光纤光栅 光纤光栅 光纤光栅应力灵敏度系数 光纤光栅应力响应增敏
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分布式光纤光栅传感系统的波长检测技术 被引量:6
19
作者 贾振安 葛朋 +2 位作者 乔学光 王佳 雍振 《光通信技术》 CSCD 北大核心 2008年第3期32-35,共4页
波长检测技术是当前光纤光栅传感领域的重点和难点之一,光纤光栅传感系统的一个显著优点是易构成分布式传感网络系统,实现多点、多区域同时检测。文章以几个典型的解调系统为例,重点分析了分布式光纤光栅传感系统中信号解调的工作原理... 波长检测技术是当前光纤光栅传感领域的重点和难点之一,光纤光栅传感系统的一个显著优点是易构成分布式传感网络系统,实现多点、多区域同时检测。文章以几个典型的解调系统为例,重点分析了分布式光纤光栅传感系统中信号解调的工作原理、特点和性能。 展开更多
关键词 光纤光栅 网络 信号解调
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光纤布里渊与布喇格光栅共线技术的温度互补偿 被引量:3
20
作者 何建平 周智 +1 位作者 吴源华 欧进萍 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2010年第1期13-16,共4页
为了解决实际工程应用中光纤光栅和分布式布里渊共线技术测试应变的绝对温度补偿方法成本较高、不易布设等问题,采用光纤布里渊和布喇格光栅共线技术应变感知的温度互补偿方法,通过感知探头——双光纤光栅-纤维增强复合智能筋的室内和... 为了解决实际工程应用中光纤光栅和分布式布里渊共线技术测试应变的绝对温度补偿方法成本较高、不易布设等问题,采用光纤布里渊和布喇格光栅共线技术应变感知的温度互补偿方法,通过感知探头——双光纤光栅-纤维增强复合智能筋的室内和户外温度补偿试验探讨了该方法的有效性和适用性。结果表明,该方法可以实现光纤布里渊和光纤光栅的准分布式温度互补偿,误差低于8%,在工程接受范围内。此外,该技术还能同时给出应变和温度双参量测试结果,简化了传感系统,降低了布设成本,适合实际工程应用。 展开更多
关键词 激光技术 温度补偿 双参量测量 光栅 光纤里渊技术 纤维增强复合智能筋 应变测试
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