基于传感技术的系统光纤光栅分布动态监测设计 被引量：3

1

作者 钟友坤 岑振宇 陆正杰 《激光杂志》 CAS 北大核心 2022年第9期188-192,共5页

由于传统方法缺少对光纤光栅动态信号特征的提取过程,导致其监测结果不准确、监测用时增加。为此,提出一种基于传感技术的系统光纤光栅分布动态监测方法。首先利用EWT方法将系统在不同状态下的光纤光栅动态信号划分为若干经验小波函数,... 由于传统方法缺少对光纤光栅动态信号特征的提取过程,导致其监测结果不准确、监测用时增加。为此,提出一种基于传感技术的系统光纤光栅分布动态监测方法。首先利用EWT方法将系统在不同状态下的光纤光栅动态信号划分为若干经验小波函数,然后计算各个分量的Hilbert谱,并采用时频直观表示不同分布条件下光纤光栅信号的频率特征信息。在计算各个EWT分量和原始信号间相关系数的基础上,提取相关度偏高的分量,构建信号对应的特征向量,再根据系统光纤光栅的分布特征,分析长周期系统光纤光栅的带阻滤波特性,得到光栅调制后的出射光。将传感技术和光电探测器两者相结合,对系统光纤光栅分布展开动态监测。实验结果表明:该方法能够有效减少特征提取用时和监测用时,并获取更加精准的监测结果。 展开更多

关键词 传感技术 系统光纤光栅 分布监测 特征提取 光电探测器

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船闸光纤光栅水位测量系统的级联布置方案及数据处理算法

2

作者 王忠民 《水利水电技术(中英文)》 北大核心 2025年第S1期498-503,共6页

水位测量技术在船闸运行中发挥着重要作用,光纤光栅传感器作为一种新型无源传感器,在船闸水位测量领域的应用具有较大的潜力。为建立一套精准可靠的船闸水位测量系统方案,针对光纤光栅水位测量系统中光纤光栅传感器易于串联的特性,结合... 水位测量技术在船闸运行中发挥着重要作用,光纤光栅传感器作为一种新型无源传感器,在船闸水位测量领域的应用具有较大的潜力。为建立一套精准可靠的船闸水位测量系统方案,针对光纤光栅水位测量系统中光纤光栅传感器易于串联的特性,结合船闸运行时的水位变化特性,设计了一种船闸光纤光栅水位测量系统的级联布置方案,该方案在测量船闸闸室内外水位差时能够在传感器本身精度固定的情况下进一步提高实际测量精度。基于此布置方案,设计了针对水位计零点漂移和斜率漂移的校准算法,校准算法在船闸进行充泄水时运行,逐级对水位计进行校准。针对级联布置方案中的有效水位计数据,设计了基于卡尔曼滤波原理的数据融合算法,并通过仿真对算法的有效性进行验证。 展开更多

关键词 船闸 光纤光栅水位测量系统 级联布置方案 水位计校准 水位计数据融合

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光纤光栅解调系统信号处理算法的实现 被引量：3

3

作者 李永倩 朱向南 姚国珍 《光通信技术》 CSCD 北大核心 2011年第9期34-36,共3页

针对目前市场上的光纤光栅解调仪体积大、功耗高的缺点,提出了将DSP应用于光纤光栅解调系统实现波长解调的方案;同时,为了减小DSP运算的数据量,提高光纤光栅解调系统的实时性,提出了一种光谱寻峰算法,通过与Mat l ab中的峰值检测模块的... 针对目前市场上的光纤光栅解调仪体积大、功耗高的缺点,提出了将DSP应用于光纤光栅解调系统实现波长解调的方案;同时,为了减小DSP运算的数据量,提高光纤光栅解调系统的实时性,提出了一种光谱寻峰算法,通过与Mat l ab中的峰值检测模块的处理结果进行对比分析,证明了算法的有效性。 展开更多

关键词 峰值检测 光纤光栅解调系统 DSP

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基于可调谐半导体激光器的高分辨率多路复用光纤光栅波长解调系统 被引量：9

4

作者 崔巍 苏建加 +2 位作者 姜培培 吴波 沈永行 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期59-66,共8页

构建了一套高分辨率的可复用光纤光栅波长解调系统.采用波长调谐范围为1 546nm至1 558nm的紧凑型可调谐半导体激光器作为光源,来提高系统的紧凑性、波长分辨率以及响应速度,加入标准气室作为波长基准以提高系统的长期稳定性.使用多个电... 构建了一套高分辨率的可复用光纤光栅波长解调系统.采用波长调谐范围为1 546nm至1 558nm的紧凑型可调谐半导体激光器作为光源,来提高系统的紧凑性、波长分辨率以及响应速度,加入标准气室作为波长基准以提高系统的长期稳定性.使用多个电极电流共同调谐的办法,实现了在12nm范围内半导体激光器波长分辨率高达1pm的准连续波长扫描.利用重心算法提高光纤光栅中心波长的解调精确度和稳定性,并对解调过程进行模拟.解调系统的波长分辨率优于1pm,精确度接近2pm.整个光纤布拉格光栅温度传感系统在1 550nm附近实现了0.1℃的温度分辨率. 展开更多

关键词 光纤光学 光纤光栅传感系统 可调谐半导体激光器 重心算法

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光纤光栅传感系统在打入桩中的埋设工艺试验研究 被引量：13

5

作者 冯春 李世海 +3 位作者 刘天苹 许利凯 王观石 谷雨雷 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2009年第9期12-15,共4页

根据光纤Bragg光栅(FBG)传感系统应用于某工程混凝土管桩测试的现状,对该传感系统的抗击打性能进行了试验评价,发现法兰盘接头和附近的区域最易发生破坏,数据连接线也易损坏,而FBG传感器最不易破坏。根据以上试验结果,提出了相应的减振... 根据光纤Bragg光栅(FBG)传感系统应用于某工程混凝土管桩测试的现状,对该传感系统的抗击打性能进行了试验评价,发现法兰盘接头和附近的区域最易发生破坏,数据连接线也易损坏,而FBG传感器最不易破坏。根据以上试验结果,提出了相应的减振措施,采用粘扣、塑料管、麻绳等手段进行保护,并通过试验验证了此种保护措施的减振效果。 展开更多

关键词 光纤Bragg光栅传感系统 抗击打性能 混凝土管桩 侧阻力与端阻力测试

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干涉解调技术在光纤光栅传感系统中应用 被引量：1

6

作者 朱永涛 赵美蓉 +2 位作者 李丽 黄银国 林玉池 《电子测量技术》 2005年第6期47-47,49,共2页

为将光纤光栅的传感特性应用在结构健康监测系统中,采用迈克尔逊于涉解调的方法,取得0.3950°/με传感灵敏度,本系统可广泛的应用在民用和国防领域的静态应变和动态应变的检测中。

关键词 FBG光纤光栅 应变 干涉解调 光纤光栅传感系统 静态应变

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光纤光栅火灾监测系统在地铁区间应用的可行性研究 被引量：6

7

作者 魏海洋 《城市轨道交通研究》 北大核心 2011年第1期73-75,共3页

地铁区间隧道安装火灾监测系统对于监测地铁火灾、消灭地铁的安全死角至关重要。结合沈阳地铁1号线一期及延伸线工程区间分布式感温光纤火灾监测系统情况,通过技术经济分析、比较,探讨了地铁区间隧道另一种光纤火灾监测系统——光纤光... 地铁区间隧道安装火灾监测系统对于监测地铁火灾、消灭地铁的安全死角至关重要。结合沈阳地铁1号线一期及延伸线工程区间分布式感温光纤火灾监测系统情况,通过技术经济分析、比较,探讨了地铁区间隧道另一种光纤火灾监测系统——光纤光栅火灾监测系统设置的可行性,以期在保证功能的前提下,达到节约投资的目的。 展开更多

关键词 地铁隧道 光纤光栅火灾监测系统 可行性研究

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光纤光栅感温火灾探测系统在地铁区间隧道中的应用 被引量：9

8

作者 刘苏敏 刘辉 +5 位作者 姚斌 刘炳海 石晓龙 王文伟 胡鹄 陈阳娟 《城市轨道交通研究》 北大核心 2012年第9期49-52,共4页

介绍了光纤光栅温度测量的原理,描述了光纤光栅感温探测系统的主要组成结构和各模块的功能特点。通过设置不同高度的火源位置及不同的火源功率,在模拟地铁区间隧道中开展了全尺寸火灾试验,研究光纤光栅感温火灾探测系统在隧道内发生火... 介绍了光纤光栅温度测量的原理,描述了光纤光栅感温探测系统的主要组成结构和各模块的功能特点。通过设置不同高度的火源位置及不同的火源功率,在模拟地铁区间隧道中开展了全尺寸火灾试验,研究光纤光栅感温火灾探测系统在隧道内发生火灾时的响应性能,测量隧道拱顶处最高温度以及报警响应时间,并根据光纤光栅传感器的温度变化情况来确定火灾规模。研究发现,在隧道内纵向风速较大时,火焰及烟气会发生倾斜,导致光纤光栅感温火灾探测器报警位置发生变化。讨论了光纤光栅感温火灾探测系统报警阈值的设置和光纤光栅传感器敷设间距的布置。 展开更多

关键词 地铁区间隧道 光纤光栅感温火灾探测系统 全尺寸模拟试验

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光纤光栅测温系统在地铁火灾监测中的应用 被引量：3

9

作者 刘辉 《城市轨道交通研究》 北大核心 2014年第12期94-97,共4页

介绍了一种新型的光纤光栅测温系统,为了验证其在地铁区间隧道内的适用性,在合肥科大立安安全技术股份有限公司的足尺模拟地铁区间隧道内,使用93号汽油进行了模拟火灾试验。试验结果表明,在隧道纵向风的影响下,能触发传感器报警的位置... 介绍了一种新型的光纤光栅测温系统,为了验证其在地铁区间隧道内的适用性,在合肥科大立安安全技术股份有限公司的足尺模拟地铁区间隧道内,使用93号汽油进行了模拟火灾试验。试验结果表明,在隧道纵向风的影响下,能触发传感器报警的位置发生了偏移;火源移动时,至少有2个传感器分别发生了报警,表明该型光纤光栅测温系统具有良好的响应性能。 展开更多

关键词 地铁区间隧道 光纤光栅测温系统 模拟火灾试验

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小型化光纤光栅解调系统设计及寻峰算法的模拟评测 被引量：6

10

作者 孙杉杉 杨雄 +2 位作者 王海勇 姜亚军 杨德兴 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期618-625,共8页

为实现光纤布拉格光栅(FBG)反射光谱信号的实时监测,基于全固态光谱模块设计了用于解调FBG信号的硬件系统和软件架构,编写了上位机软件,嵌入了不同的寻峰算法,可适用于不同噪声环境下中心波长的计算,以减少由算法带来的波长误差。软件... 为实现光纤布拉格光栅(FBG)反射光谱信号的实时监测,基于全固态光谱模块设计了用于解调FBG信号的硬件系统和软件架构,编写了上位机软件,嵌入了不同的寻峰算法,可适用于不同噪声环境下中心波长的计算,以减少由算法带来的波长误差。软件还包括数据采集、存储及回放等功能。以高斯拟合寻峰算法为例,提出了一种不依赖硬件设备对寻峰算法进行模拟评测的方法,提高了这类光谱解调系统的开发效率。采用叠加了不同噪声水平的理想FBG反射谱进行模拟评测实验,结果表明,阈值取为噪声平均幅值的2倍时可获得最佳的寻峰结果,且寻峰误差与采集数据的信噪比(SNR)和光谱峰宽成反比。运用高斯拟合寻峰算法对硬件系统实际采集的FBG反射谱数据进行寻峰计算,所得系统精度为5.89 pm,与模拟评测结果的误差小于1.7 pm,验证了模拟评测的可行性。 展开更多

关键词 光纤布拉格光栅 光纤光栅解调系统 寻峰算法 模拟评测 高斯函数

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土工离心机光纤光栅测试系统及其模型试验研究 被引量：5

11

作者 贾立翔 施斌 +2 位作者 魏广庆 张振 童恒金 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期896-905,共10页

光纤光栅传感技术(Fiber Bragg Grating,简称FBG)具有准分布、测量精度高、抗电磁干扰强和实时监测等优点,其传感器可根据监测对象要求小型化。介绍了一套土工离心机光纤光栅测试系统,包括系统的软硬件构成,FBG解调仪,FBG传感器小型化,... 光纤光栅传感技术(Fiber Bragg Grating,简称FBG)具有准分布、测量精度高、抗电磁干扰强和实时监测等优点,其传感器可根据监测对象要求小型化。介绍了一套土工离心机光纤光栅测试系统,包括系统的软硬件构成,FBG解调仪,FBG传感器小型化,锚杆、桩基、测斜管以及挡土墙感测模型的制作工艺等。通过一组土工离心机边坡模型试验,验证了该系统应用于土工离心机模型多参量监测的可行性,显示出该系统具有结构简单,测量内容多,测试精度高,量程大,抗电磁干扰强,系统工作稳定,配套光纤光栅传感器重量轻、体积小、可准分布布设、形成整体监测网络等优点,为土工离心机试验监测提供了一种新的手段。 展开更多

关键词 土工离心机 光纤光栅测试系统 小型传感器 感测模型

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松散地层深部沉降变形的光纤Bragg光栅监测 被引量：16

12

作者 柴敬 朱磊 +5 位作者 魏世明 李毅 邱标 张广文 杨建华 王振平 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期741-746,共6页

为了监测松散含水地层沉降变形，提出了一种在预设钻孔中埋入光纤Bragg光栅传感器网络系统的监测方法．根据光纤Bragg光栅传感原理和矿井地层情况，设计并实现了一个由18个光纤光栅组成的具有特色的光纤Bragg光栅波分复用／空分复用混... 为了监测松散含水地层沉降变形，提出了一种在预设钻孔中埋入光纤Bragg光栅传感器网络系统的监测方法．根据光纤Bragg光栅传感原理和矿井地层情况，设计并实现了一个由18个光纤光栅组成的具有特色的光纤Bragg光栅波分复用／空分复用混合阵列，研究了光纤Bragg光栅传感器应变传递规律，通过监测得出了风井松散层应变变化情况，在146～149m的砂砾层和167～176m的黏土层处应变最大，截至2008—05—01最大应变变化量为121．68με。工程实践表明，光纤光栅传感器监测正常，系统稳定，光纤光栅作为应力应变检测使用安全可靠。 展开更多

关键词 松散地层 沉降变形 光纤Bragg光栅系统 应变监测

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基于光纤光栅监测的松散地层深部注水试验 被引量：11

13

作者 柴敬 邱标 +5 位作者 刘金瑄 李毅 董梁 张广文 杨建华 王振平 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期200-205,共6页

为了探索厚松散地层深部失水层位的钻孔注水特性,采用一种新型的光纤光栅传感系统实现了某矿松散层注水过程中应变的在线监测。介绍了在深度+115.83～+135.15 m处松散层注水实施过程,及通过2个钻孔对注水层位应变和水位监测的光纤Bragg... 为了探索厚松散地层深部失水层位的钻孔注水特性,采用一种新型的光纤光栅传感系统实现了某矿松散层注水过程中应变的在线监测。介绍了在深度+115.83～+135.15 m处松散层注水实施过程,及通过2个钻孔对注水层位应变和水位监测的光纤Bragg光栅系统及水位监测系统,注水试验注水压力值依次为0.1,0.2,0.3 MPa和总注水量达到4226.84 m3。分析了注水压力、注水量和松散层应变变化的关系,松散层在注水前后和过程中松散层应力应变状态。试验表明,随着注水压力升高和注水量增加,松散层压缩状态得到改善,较注水前,注水后注水层位呈明显拉伸状态。光纤光栅监测系统灵敏、稳定,能够实现对松散层深部注水的过程实时监测,试验为进一步实施松散层地区沉降治理提供了重要的依据。 展开更多

关键词 光纤Bragg光栅监测系统 松散地层 注水试验

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光纤Bragg光栅传感器的解调方法概述 被引量：6

14

作者 赵立民 李文强 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2007年第3期17-19,23,共4页

在各种光纤传感器中,光纤Bragg光栅(FBG)传感器是近几年来研究的热点。研究光纤光栅传感器的关键问题是光纤光栅的信号解调,即波长微小移位的检测问题。概述了光纤光栅传感器解调原理,并从响应特性分类角度对光纤光栅的几种解调方法进... 在各种光纤传感器中,光纤Bragg光栅(FBG)传感器是近几年来研究的热点。研究光纤光栅传感器的关键问题是光纤光栅的信号解调,即波长微小移位的检测问题。概述了光纤光栅传感器解调原理,并从响应特性分类角度对光纤光栅的几种解调方法进行了分析比较。 展开更多

关键词 光纤BRAGG光栅 光纤光栅传感系统 光纤光栅解调

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闪耀光纤光栅写制技术及解调技术研究 被引量：1

15

作者 刘波 马秀荣 +1 位作者 开桂云 袁树忠 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期641-645,共5页

利用相位掩模法,对闪耀光纤光栅的写制技术进行了研究.在载氢光敏光纤中写制了不同倾斜角度的闪耀光纤光栅,给出了相应的结果谱图.利用闪耀光纤光栅的包层耦合模,通过侧面光检测技术,实现了一种以闪耀光纤光栅为分光器件的光纤光栅波长... 利用相位掩模法,对闪耀光纤光栅的写制技术进行了研究.在载氢光敏光纤中写制了不同倾斜角度的闪耀光纤光栅,给出了相应的结果谱图.利用闪耀光纤光栅的包层耦合模,通过侧面光检测技术,实现了一种以闪耀光纤光栅为分光器件的光纤光栅波长解调系统.对C波段的波长进行了解调,给出了实验系统及相应结果分析. 展开更多

关键词 闪耀光纤光栅 光纤光栅 光纤光栅传感系统

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基于LabVIEW的FBG传感解调系统的改进 被引量：1

16

作者 沈小燕 林玉池 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2009年第7期12-14,17,共4页

介绍了自行搭建的光纤Bragg光栅(FBG)传感解调系统,给出了整体方案和关键构件的制作,尤其是LabVIEW软件解调部分。提出了传感解调系统的改进方案,主要采用DS18B20温度传感器对温度进行补偿,以完善系统的应变传感性能。采用AT89C51实现DS... 介绍了自行搭建的光纤Bragg光栅(FBG)传感解调系统,给出了整体方案和关键构件的制作,尤其是LabVIEW软件解调部分。提出了传感解调系统的改进方案,主要采用DS18B20温度传感器对温度进行补偿,以完善系统的应变传感性能。采用AT89C51实现DS18B20读写操作,上位机的工作由LabVIEW完成。采用悬臂梁结构对传感光栅进行调谐,实验结果证明:系统嵌入了温度传感器后,实现了FBG应变传感的温度补偿。方法简单易用,成本低。 展开更多

关键词 光纤Bragg光栅传感系统 压电陶瓷驱动 LABVIEW 线性标定 温度传感

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光纤器件

17

《中国光学与应用光学》 2007年第1期56-61,共6页

关键词 光纤器件 光纤陀螺 于晓光 北京航空航天大学 光无源器件 北航 光纤光栅传感系统 光纤长度

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多孔低压注水过程松散层沉降研究 被引量：6

18

作者 柴敬 朱磊 +5 位作者 张丁丁 李毅 孙鑫 张广文 杨建华 张广学 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期1720-1727,共8页

为改善因水位降而导致的地层持续沉降,采用多孔联合长期注水的方法使松散层失水沉降得到控制。用地层光纤光栅监测系统对地层应变进行实时监测,提出了松散层压缩量计算的应变量模型,由此可以掌握注水对地层沉降的影响效果。介绍了编号Z2... 为改善因水位降而导致的地层持续沉降,采用多孔联合长期注水的方法使松散层失水沉降得到控制。用地层光纤光栅监测系统对地层应变进行实时监测,提出了松散层压缩量计算的应变量模型,由此可以掌握注水对地层沉降的影响效果。介绍了编号Z2,Z4,Z5,Z6四个注水孔在深度138.80～171.40 m区间的注水过程,以及编号Q下-1,Q下-3,Q下-4,Z1四个水文观测孔在深度114.00～176.40 m区间的水位变化,和对应地层应变的光纤光栅监测的结果。随着注水量的增加,松散层压缩状态得到改善,由压应力向拉应力状态发展,光纤光栅传感器波长变化与同层位的水位变化趋势具有同步对应关系,注水量每增加1 000 m3,松散层微应变增大1.715。监测表明,注水单孔流量3.79～6.00 m3/h,年注水量达到132 973.23 m3,可以控制松散层的沉降发展。 展开更多

关键词 松散层沉降 注水过程 光纤光栅监测系统 应变

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水布垭面板堆石坝周边缝渗流监测新技术 被引量：9

19

作者 许小东 燕乔 吴长彬 《人民长江》 北大核心 2010年第14期87-89,107,共4页

将高灵敏度温度传感器埋设在面板堆石坝土石介质挡水建筑物内部的不同深度,当此处有渗流水通过时,土中热量传递的强度就发生改变,在研究此处正常地温及参考水温后,就可确定测量点处温度异常是否由漏水引起,从而找出渗漏点。水布垭大坝... 将高灵敏度温度传感器埋设在面板堆石坝土石介质挡水建筑物内部的不同深度,当此处有渗流水通过时,土中热量传递的强度就发生改变,在研究此处正常地温及参考水温后,就可确定测量点处温度异常是否由漏水引起,从而找出渗漏点。水布垭大坝周边渗漏监测范围1200 m,共划分10个监测单元,每个单元内放置50-80个光纤光栅温度传感器,间距1.5-3.0 m。采用这一方法对大坝蓄水前后的渗漏情况进行监测,结果表明：水库蓄水后,监测点处温差变化不大,无明显异常变化。监测结果与实情相符。这一方法是对传统监测理论和方法的创新,可为同类工程借鉴。 展开更多

关键词 高面板堆石坝 周边缝 渗流监测 光纤光栅渗流监测系统 水布垭工程

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《仪表技术与传感器》2008年总目次

20

《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2008年第12期112-118,共7页

关键词 传感器 换能器 电子技术 数据采集系统 数据处理系统 虚拟仪器技术 LabVIEW 自动测试系统 无线传感器网络节点 总线技术 远程测控系统 单片机 单片微型计算机 远程监测 远程监控系统 光纤光栅传感系统 仪表技术 目次

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