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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
1
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 超声波传感
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内嵌式光纤布拉格光栅传感器智能钢绞线有效预应力监测技术的工程应用
2
作者 贾俊峰 侯智献 +3 位作者 杜瑞民 王蕾 白石 李小龙 《济南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期228-237,244,共11页
为了解决实际工程中预应力混凝土结构体内有效预应力无法监测的问题,根据光纤布拉格光栅传感器在结构健康监测中具有精度高、实时性强等优点,探讨内嵌式光纤布拉格光栅传感器智能钢绞线有效预应力监测技术的工程应用;通过对该智能钢绞... 为了解决实际工程中预应力混凝土结构体内有效预应力无法监测的问题,根据光纤布拉格光栅传感器在结构健康监测中具有精度高、实时性强等优点,探讨内嵌式光纤布拉格光栅传感器智能钢绞线有效预应力监测技术的工程应用;通过对该智能钢绞线开展拉伸试验,检验智能钢绞线的拉伸强度、线性度等参数;以云南省某高速公路预应力混凝土T梁桥示范工程为例,同时监测预应力混凝土T梁桥正、负弯矩区智能钢绞线张拉过程中智能钢绞线内的有效预应力,得到正弯矩区混凝土弹性压缩、智能钢绞线与孔道间摩擦、锚具变形和智能钢绞线内缩造成的预应力损失,并与千斤顶张拉应力及预应力损失的规范理论计算值对比。结果表明:该智能钢绞线力学性能和线性度良好,并且应变灵敏度系数即每微应变波长的变化值为1.22~1.26 pm,与应变灵敏度系数的理论值1.21 pm相差较小;相对于千斤顶张拉应力及有效预应力的规范理论计算值,预应力混凝土T梁桥正、负弯矩区智能钢绞线张拉过程中各测点处光纤布拉格光栅传感器监测应力的最大误差不超过3.86%,并且与预应力损失的规范理论计算值相比,该智能钢绞线在各测点处的预应力损失监测值误差较小;该智能钢绞线表现出良好的可靠性和稳定性,能满足实际工程需求。 展开更多
关键词 结构健康监测 有效预应力 智能钢绞线 光纤布拉格光栅传感器 工程应用
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锥形光纤布拉格光栅制备工艺及传感特性研究
3
作者 刘明尧 兰永清 李聪 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第8期50-53,58,共5页
通过对电弧放电法和氢氟酸(HF)腐蚀法两种制备锥形光纤布拉格光栅(TFBG)的工艺进行对比,证明HF腐蚀制备的TFBG带宽应变灵敏度更高。区别于以往对裸露TFBG反射谱带宽研究,采用353ND环氧树脂保护封装的方法,将HF腐蚀制备的TFBG和光纤布拉... 通过对电弧放电法和氢氟酸(HF)腐蚀法两种制备锥形光纤布拉格光栅(TFBG)的工艺进行对比,证明HF腐蚀制备的TFBG带宽应变灵敏度更高。区别于以往对裸露TFBG反射谱带宽研究,采用353ND环氧树脂保护封装的方法,将HF腐蚀制备的TFBG和光纤布拉格光栅(FBG)粘贴在等悬臂铝梁上,通过应变加载实验表明:TFBG与FBG应变灵敏度理论值仅相差0.7%;通过温度加载实验表明TFBG与FBG粘贴在铝基板上温度灵敏度理论值仅相差2.8%,应变灵敏度仅相差2.4%,TFBG带宽在25~100℃表现出对温度不敏感,证明了腐蚀后FBG与腐蚀前FBG中心波长应变灵敏度和温度灵敏没有发生改变,以及HF腐蚀制备的TFBG使用环氧树脂封装解决温度-应变交叉敏感在工程应用上的可行性。 展开更多
关键词 锥形光纤布拉格光栅 电弧放电法 化学腐蚀法 温度-应变交叉敏感
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基于双包层光纤布拉格光栅传感手指运动姿势识别
4
作者 张森 刘熠鑫 +6 位作者 张增亚 周健文 陆俊宇 曹珊珊 余柯涵 韦玮 郑加金 《光谱学与光谱分析》 北大核心 2025年第3期863-868,共6页
手指运动姿势识别在远程医疗、智能可穿戴设备以及人机交互等领域具有广泛的应用前景,但如何实现自然流畅的手指运动姿势识别仍存在不少挑战。提出了一种基于双包层光纤布拉格光栅(FBG)传感器阵列的手指运动姿势识别系统,通过在受测者... 手指运动姿势识别在远程医疗、智能可穿戴设备以及人机交互等领域具有广泛的应用前景,但如何实现自然流畅的手指运动姿势识别仍存在不少挑战。提出了一种基于双包层光纤布拉格光栅(FBG)传感器阵列的手指运动姿势识别系统,通过在受测者前臂不同位置布设6个不同中心波长的双包层FBG传感器,可在不影响手指自然流畅运动的前提下,实时监测手指运动引起的前臂不同肌肉组织的微小形变。在学习6种已知手势引起的双包层FBG中心波长漂移的基础上,实现了对未知简单手势近100%和复杂手势约87%的高准确率识别。与普通单模FBG传感器进行了对比实验,结果表明在相同的实验条件下,双包层FBG传感器对微小应变具有更高的灵敏度和对手指运动姿势更高的识别率。本工作开发的双包层FBG传感器阵列既可以高精度的识别不同手势,同时具有良好的稳定性,有望在手势识别领域中获得实际应用。 展开更多
关键词 双包层光纤 光纤布拉格光栅 传感器 手指运动姿势识别
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基于光纤布拉格光栅的压力式海洋波浪高度传感器
5
作者 刘兆坤 杜大伟 +5 位作者 赵强 陈东营 惠力 张文 孙鹏 郭风祥 《光子学报》 北大核心 2025年第4期150-161,共12页
波浪的实测数据对海浪模型校准、海上生产实践以及海洋灾害预防具有重要作用。提出了一种基于光纤布拉格光栅的压力式海洋波浪高度传感器,实现对海洋波浪高度的实时测量。采用有限元分析对传感器结构进行优化设计,并对传感器的测量原理... 波浪的实测数据对海浪模型校准、海上生产实践以及海洋灾害预防具有重要作用。提出了一种基于光纤布拉格光栅的压力式海洋波浪高度传感器,实现对海洋波浪高度的实时测量。采用有限元分析对传感器结构进行优化设计,并对传感器的测量原理进行理论分析。通过标定实验可知该波浪高度传感器的压力灵敏度为-9.486 nm/MPa,有效测量量程为0~0.3 MPa。针对传统零线提取方法存在的零点遗漏问题,提出了基于平滑先验方法的波浪零线选取方法,实现零点动态选择,该方法在复杂海洋条件下表现出更好的适用性。外场实验结果表明,该波浪高度传感器各波高特征值的变化趋势与SBF3-2型波浪浮标的测量结果一致,两者相关系数均高于0.85,验证了光纤布拉格光栅海洋波浪高度传感器的可行性。该传感器具有水下无源、抗电磁干扰、信号传输速度快的特点,可为近岸波高测量提供一种新的光学测量方法,具有良好的应用前景。 展开更多
关键词 光纤布拉格光栅 波高传感器 压力测量 海岸监测 海洋波浪
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光纤布拉格光栅力传感器在微创手术中的应用
6
作者 鲁国志 耿鹏 +2 位作者 黄宇辰 周虹吉 何彦霖 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第2期366-380,共15页
微创手术由于具有创伤小、疼痛轻、恢复快等优点,目前在临床很多领域均有应用。由于微创手术切口小的限制,手术部位缺乏直接的触觉反馈,显著增加了术中操作的复杂性,因此,实现术中实时精确的力感知对于手术的精准性与安全性至关重要。... 微创手术由于具有创伤小、疼痛轻、恢复快等优点,目前在临床很多领域均有应用。由于微创手术切口小的限制,手术部位缺乏直接的触觉反馈,显著增加了术中操作的复杂性,因此,实现术中实时精确的力感知对于手术的精准性与安全性至关重要。光纤布拉格光栅传感器因其高灵敏度、抗电磁干扰、小尺寸和生物相容性等优势,在微创手术中展现出巨大的应用潜力。但是,目前仍有一些问题制约了该技术的进一步发展,亟需探索解决方案。故系统梳理了近十年来光纤光栅传感器在微创手术力感知方面的研究进展,总结了常见的光纤光栅应变与温度解耦技术,这对于减轻温度干扰、提高力感知精度起着关键作用。同时,详细阐述了光纤光栅力传感器在内窥镜微创手术、血管介入手术、视网膜显微手术等微创手术中的最新研究进展及应用情况,分析了传感器的结构设计和力反馈计算方法。此外,还深入探讨了光纤光栅力传感器在实际应用中面临的挑战,包括高精度微力传感器设计、实时数据处理与反馈、力传感器系统智能化、多模态数据融合以及产品化与临床转化等方面。最后,对光纤光栅力传感器的未来发展方向进行了展望,期待通过技术创新推动光纤光栅力传感器在医疗领域的广泛应用。 展开更多
关键词 光纤布拉格光栅 微创手术 力测量 温度补偿
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二维低频光纤布拉格光栅振动传感器的设计
7
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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光纤布拉格光栅压力传感技术与应用进展 被引量：4
8
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 压力传感 增敏 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
9
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 传感特性
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高阶模滤除法抑制蓝宝石光纤光栅反射谱带宽 被引量：2
10
作者 王艳红 王高 郝晓剑 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2012年第11期3075-3078,共4页
蓝宝石光纤布拉格光栅在超高温恶劣环境下参数测试领域具有广泛的应用前景。但由于蓝宝石光纤本身的特性,不能支持单模传播,其反射谱带宽较宽,对测量精度造成了影响。利用光纤弯曲滤除高阶模的方法,使蓝宝石光纤实现基模传输。针对目前... 蓝宝石光纤布拉格光栅在超高温恶劣环境下参数测试领域具有广泛的应用前景。但由于蓝宝石光纤本身的特性,不能支持单模传播,其反射谱带宽较宽,对测量精度造成了影响。利用光纤弯曲滤除高阶模的方法,使蓝宝石光纤实现基模传输。针对目前商用的150μm芯径蓝宝石光纤,基于耦合模理论,通过一系列数值计算,得出了能够满足基模传输且不损耗基模能量的弯曲半径,并得出了弯曲半径与布拉格中心波长的漂移特性。通过数值计算和优化设计,在一定弯曲半径下,反射谱带宽可减小到3 nm。这一结果大大提高了蓝宝石光纤布拉格光栅传感器的测量灵敏度,为蓝宝石光纤光栅在高精度、超高温测试场合的使用提供了方法和理论依据。 展开更多
关键词 蓝宝石光纤布拉格光栅 耦合模理论 高阶模 反射谱 弯曲损耗
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基于铰链杠杆结构光纤光栅温度压力传感器
11
作者 刘强 马超 +5 位作者 魏淑辉 刘伟 王建鑫 吕靖薇 吕婷婷 刘超 《中国光学(中英文)》 北大核心 2025年第1期63-69,共7页
本文设计了一种高灵敏度温度和压力传感器。该传感结构利用膜片将压力传递给双铰链杠杆结构,采用光纤布拉格光栅(FBG1)作为应变传感器实现压力的测量。此外,双铰链杠杆的引入有效提升了传感器的压力测量灵敏度。仿真和实验测量结果证实... 本文设计了一种高灵敏度温度和压力传感器。该传感结构利用膜片将压力传递给双铰链杠杆结构,采用光纤布拉格光栅(FBG1)作为应变传感器实现压力的测量。此外,双铰链杠杆的引入有效提升了传感器的压力测量灵敏度。仿真和实验测量结果证实,该传感器在0~18 MPa的测量范围内,灵敏度达到453.16 pm/MPa。同时,将另外一支光纤布拉格光栅(FBG2)粘贴在杠杆上,以消除压力测量过程中的温度交叉敏感问题,从而实现温度和压力的同时测量。在25~65℃测量范围内,温度灵敏度为10.41 pm/℃。由于光纤传感器的抗电磁干扰特性,该类传感器可用于苛刻环境中的温度和压力测量。 展开更多
关键词 压力传感器 光纤布拉格光栅 铰链杠杆结构 温度传感器
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一种基于布拉格光纤光栅测量湿蒸汽两相流湿度场的新方法 被引量：16
12
作者 盛德仁 黄雪峰 +3 位作者 陈坚红 李蔚 任浩仁 陈军 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第5期136-140,共5页
在论述 Bragg 光纤光栅传感测试技术独特性能的基础上,提出了一种基于 Bragg 光纤光栅传感技术测量湿蒸汽两相流湿度场的新方法。重点对光纤光栅测量湿蒸汽两相流湿度场以及温度场的机理进行研究,对实验系统装置的构建作了详尽的描述。... 在论述 Bragg 光纤光栅传感测试技术独特性能的基础上,提出了一种基于 Bragg 光纤光栅传感技术测量湿蒸汽两相流湿度场的新方法。重点对光纤光栅测量湿蒸汽两相流湿度场以及温度场的机理进行研究,对实验系统装置的构建作了详尽的描述。讨论光纤光栅的湿增敏机理、湿敏材料的选择和涂覆方法,并对测量的影响因素和误差进行分析。该测试新方法将能解决湿蒸汽两相流中湿度的动态、准分布测量的技术难题。 展开更多
关键词 布拉格光纤光栅 BRAGG光纤光栅 传感 测试技术 增敏 性能 描述 湿蒸汽 两相流 温度场
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埋入式光纤布拉格光栅传感器封装结构对测量应变的影响 被引量：34
13
作者 吴入军 郑百林 +1 位作者 贺鹏飞 谭跃刚 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期24-30,共7页
考虑在实际应变测量中传感器封装形式会影响光纤Bragg光栅测得的应变响应,本文研究了测量应变与实际应变之间的关系。针对埋入式光纤Bragg光栅传感器,建立了应变传递函数,并对传递函数的正确性和各个参数对测量应变的影响进行了研究。首... 考虑在实际应变测量中传感器封装形式会影响光纤Bragg光栅测得的应变响应,本文研究了测量应变与实际应变之间的关系。针对埋入式光纤Bragg光栅传感器,建立了应变传递函数,并对传递函数的正确性和各个参数对测量应变的影响进行了研究。首先,根据埋入式光纤Bragg光栅传感器的受力特点,提出了多项式形式的剪应力分布,进一步建立了应变传递函数。然后,利用数值方法和实验对该应变传递函数进行验证。最后,分析了传感器长度、胶结层弹性模量、胶结层厚度对测量应变的影响。计算结果表明:该应变传递函数正确;胶结层厚度越薄,弹性模量越大,越有利于应变传递。该应变传递函数计算误差控制在5%以内,完全满足埋入式光纤Bragg光栅测量精度要求,对其实际应用具有指导意义。 展开更多
关键词 光纤布拉格光栅 光纤传感器 应变测量 应变传递 剪应力
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金属直接连接的布拉格光纤光栅应变测量方法 被引量：19
14
作者 吴俊 陈伟民 +2 位作者 章鹏 刘立 刘浩 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期2709-2713,共5页
为了简化应变传递环节,提高应变传递的长期稳定性,提出了一种将布拉格光纤光栅(fiber Bragg grating,FBG)器件与被测物利用金属化连接技术直接连接的应变测量方法。提出了金属化直接连接FBG应变测量结构,分析了金属化连接技术的基本原... 为了简化应变传递环节,提高应变传递的长期稳定性,提出了一种将布拉格光纤光栅(fiber Bragg grating,FBG)器件与被测物利用金属化连接技术直接连接的应变测量方法。提出了金属化直接连接FBG应变测量结构,分析了金属化连接技术的基本原理与技术流程。根据弹性力学控制方程,建立了金属化连接材料优选的应力传递模型,仿真分析了不同金属连接材料对应变传感性能的影响,证明了金属化直接连接方法的理论优越性。利用金属铅作为金属连接材料将FBG固定在一根7 mm的钢丝上,进行了应变传感性能评价试验,试验结果表明FBG输出中心波长与拉力之间存在较好的线性与重复性关系,线性度达到0.999以上,应变传递系数可维持在0.98,该试验结果与理论分析结果 0.982 8较为接近,证明了理论模型与连接技术手段的正确性与可行性,表明金属化连接的FBG应变测量方法具有优越的应变测量能力。 展开更多
关键词 金属化 连接 布拉格光纤光栅 应变测量
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光纤布拉格光栅传感器监测环氧树脂固化收缩研究 被引量：18
15
作者 李雪芹 周玉敬 +2 位作者 张子龙 刘刚 益小苏 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第8期73-77,共5页
采用光纤布拉格光栅传感器对处于自由状态的热固性树脂在固化工艺过程中的温度和应变进行了实时在线监测,并且利用传感器的测量数据得到了固化后树脂在冷却阶段的热膨胀系数。结果表明:应用光纤布拉格光栅传感器能够实现从树脂凝胶点开... 采用光纤布拉格光栅传感器对处于自由状态的热固性树脂在固化工艺过程中的温度和应变进行了实时在线监测,并且利用传感器的测量数据得到了固化后树脂在冷却阶段的热膨胀系数。结果表明:应用光纤布拉格光栅传感器能够实现从树脂凝胶点开始对固化过程中由于体积变化导致的树脂内部应变变化实时在线监测;传感器测得的固化后树脂在冷却阶段的热膨胀系数结果与热膨胀仪的测量结果相当;利用光纤布拉格光栅传感器测量热固性树脂的固化收缩具有较高的灵敏度和可靠性。 展开更多
关键词 固化收缩 布拉格光纤光栅 实时监测 环氧树脂
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双光纤布拉格光栅温度和应变传感研究 被引量：15
16
作者 张祝林 杨振坤 +2 位作者 伍辉华 陈健 李文宏 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第6期607-610,共4页
在对光纤布拉格光栅温度和应变传感原理分析的基础上,构建了一种易于实用化的,能够实现温度和应变双参量同时区分测量的双光纤布拉格光栅传感器结构,并建立了其传感模型,从而解决了光纤布拉格光栅传感器进一步发展的关键问题,即温度、... 在对光纤布拉格光栅温度和应变传感原理分析的基础上,构建了一种易于实用化的,能够实现温度和应变双参量同时区分测量的双光纤布拉格光栅传感器结构,并建立了其传感模型,从而解决了光纤布拉格光栅传感器进一步发展的关键问题,即温度、应变交叉敏感问题.最后,在现有的实验条件下设计了该模型的传感实验系统.实验结果表明,当被测温度变化在10～65℃,轴向应变在50με～350με范围内时,测量结果与实际值很接近,从而证明了双光纤布拉格光栅结构传感模型的正确性,并为其深入研究和实用化奠定了一定的理论和实验基础. 展开更多
关键词 光纤布拉格光栅 传感器 温度 应变
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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
17
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 应变传感 温度传感 耦合作用
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基于光纤布拉格光栅的化学传感器 被引量：20
18
作者 桑新柱 余重秀 +3 位作者 颜玢玢 T.Mayteevarunyoo 吕乃光 张琦 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期771-774,共4页
除掉光纤布拉格光栅的包层,可以使它的布拉格波长对外界环境的折射率变化敏感。采用氢氟酸腐蚀掉光纤布拉格光栅的包层,获得了直径约为6μm的布拉格光栅。实验研究了布拉格波长对化学溶液的浓度敏感性特征,结果表明:采用10 pm分辨率的... 除掉光纤布拉格光栅的包层,可以使它的布拉格波长对外界环境的折射率变化敏感。采用氢氟酸腐蚀掉光纤布拉格光栅的包层,获得了直径约为6μm的布拉格光栅。实验研究了布拉格波长对化学溶液的浓度敏感性特征,结果表明:采用10 pm分辨率的光谱仪,丙二醇溶液在低浓度时的浓度分辨率为0.7%,在高浓度时的分辨率为0.32%;糖溶液在低浓度时的分辨率为0.55%,高浓度时为0.1%。采用商用的分辨率为1 pm的高精度波长解调系统,它们的分辨率可以提高一个数量级。 展开更多
关键词 光纤布拉格光栅 化学传感器 生物传感器 折射率
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表面粘贴式光纤布拉格光栅传感器层状结构对测量应变的影响 被引量：14
19
作者 吴入军 郑百林 +2 位作者 付昆昆 贺鹏飞 谭跃刚 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期3183-3190,共8页
由于用表面粘贴式光纤布拉格光栅(FBG)传感器测量应变时会影响基体的应变分布,本文研究了光纤应变与基体应变之间的关系。针对该类传感器建立了基体与光纤之间的应变传递函数用以修正测量应变,然后研究了FBG传感器与基体之间的相互作用... 由于用表面粘贴式光纤布拉格光栅(FBG)传感器测量应变时会影响基体的应变分布,本文研究了光纤应变与基体应变之间的关系。针对该类传感器建立了基体与光纤之间的应变传递函数用以修正测量应变,然后研究了FBG传感器与基体之间的相互作用。最后,利用有限元分析(FEA)和实际实验对提出的理论进行了验证。结果显示:光纤应变的FEA解与理论解的误差在5%以内,实验解与理论解的误差在8%以内,结果表明该理论完全满足表面粘贴式FBG传感器的精度要求。另外,分析了黏结层和基体对应变传递的影响,结果显示:平均应变传递率和应变传递率随着基体弹性模量的增加而增加,但它们随着黏结层顶端厚度和底端厚度的增加而逐渐减小。 展开更多
关键词 光纤布拉格光栅 光纤传感器 层状结构 应变传递率
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光纤布拉格光栅波长解调系统的研制 被引量：9
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作者 孟宪玮 张青 +2 位作者 史彦新 韩永温 蒋凡 《吉林大学学报（地球科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期342-346,共5页
光纤布拉格光栅波长解调系统利用光纤光栅的平均折射率和栅格周期对外界参量的敏感特性,将外界参量的变化转化为其布拉格波长的移动,通过解调布拉格波长的偏移来确定待测物理量的变化。采用波分复用技术构成光纤光栅传感网络,提出了由... 光纤布拉格光栅波长解调系统利用光纤光栅的平均折射率和栅格周期对外界参量的敏感特性,将外界参量的变化转化为其布拉格波长的移动,通过解调布拉格波长的偏移来确定待测物理量的变化。采用波分复用技术构成光纤光栅传感网络,提出了由光源、布拉格光栅传感网络、光栅波长检测电路构成FBG波长解调系统的硬件设计方案。利用LabVIEW丰富的功能函数库,设计光纤布拉格光栅波长解调系统软件的各功能模块。最后在室内进行了FBG波长解调系统的调试实验。结果表明:在相同测试环境下,传感器的测试波长变化较稳定,数据的重复性较好,系统软硬件运行稳定可靠。 展开更多
关键词 光纤布拉格光栅 光纤光栅传感网络 波长解调 LABVIEW
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