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相移超结构光纤布拉格光栅OCDMA编/解码器及其相关特性 被引量：4
1
作者 尹霄丽 张琦 +3 位作者 余重秀 刘小磊 刘会师 王宇 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第9期1608-1613,共6页
研究了基于相移超结构光纤布拉格光栅(SSFBG)的光码分多址(OCDMA)编/解码器的结构及实现双极性编/解码的原理。利用传输矩阵法仿真了器件的相关特性,推导了因光栅周期不同而导致的编/解码器之间布拉格波长偏差对器件相关特性的影响。结... 研究了基于相移超结构光纤布拉格光栅(SSFBG)的光码分多址(OCDMA)编/解码器的结构及实现双极性编/解码的原理。利用传输矩阵法仿真了器件的相关特性,推导了因光栅周期不同而导致的编/解码器之间布拉格波长偏差对器件相关特性的影响。结果表明,随着码字长度的增加,器件的相关特性得到改善;但是当保持码片间隔不变而增加码字长度时,编/解码器的相关特性对布拉格波长偏差更加敏感,对于长度为31的Gold序列,当码片间隔为6 ps,布拉格波长为1.555μm时,布拉格波长偏差<0.02 nm方可得到编/解码器之间良好的相关特性;这表明同一码字可以在不同的布拉格波长下重复使用,此特性有望用于波分复用(WDM)型OCDMA系统中。 展开更多
关键词 光通信 光码分多址 超结构光纤布拉格光栅 编/解码器相关特性
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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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基于铰链杠杆结构光纤光栅温度压力传感器
3
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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二维低频光纤布拉格光栅振动传感器的设计
4
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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用于船舶结构监测的大量程光纤布拉格光栅应变传感器 被引量：22
5
作者 吴晶 吴晗平 +1 位作者 黄俊斌 顾宏灿 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期311-317,共7页
平板结构的贴片式光纤光栅传感器应变测量范围较小,难以满足船舶结构健康监测中的应变测量要求。本文采用不锈钢材质,设计了一种采用环形平面弹簧和平板复合结构的贴片式传感器,通过环形平面弹簧结构将复合结构的大应变转化为光栅的小应... 平板结构的贴片式光纤光栅传感器应变测量范围较小,难以满足船舶结构健康监测中的应变测量要求。本文采用不锈钢材质,设计了一种采用环形平面弹簧和平板复合结构的贴片式传感器,通过环形平面弹簧结构将复合结构的大应变转化为光栅的小应变,降低被测物体与光栅之间的应变耦合系数,实现了大应变测量。理论分析了复合结构的传感原理,通过有限元方法仿真了该结构的应力分布,结果证明了该结构能够实现大应变测量。将传感器胶粘在特种钢试件上进行了载荷试验,试验结果表明:该复合结构传感器的量程大于20 000με,且线性度较好,相关系数大于0.99。另外,设计的传感器体积较小,便于安装,能较好地解决船舶结构健康监测中的大应变测量问题。 展开更多
关键词 光纤传感器 光纤布拉格光栅 应变传感器 健康监测 船舶结构 复合结构 有限元法
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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
6
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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光纤布拉格光栅传感器用于混凝土结构施工监测 被引量：13
7
作者 李宏男 孙丽 梁德志 《建筑材料学报》 EI CAS CSCD 2007年第3期342-347,共6页
采用与土木工程施工特点相适应的操作工艺与保护方法,将自行研制的光纤布拉格光栅(FBG)应变传感器与温度传感器埋入一幢5层钢筋混凝土结构的大楼中,用以监测该建筑在施工过程中梁、柱的应变与温度变化.研究结果表明,埋入的FBG传感器可... 采用与土木工程施工特点相适应的操作工艺与保护方法,将自行研制的光纤布拉格光栅(FBG)应变传感器与温度传感器埋入一幢5层钢筋混凝土结构的大楼中,用以监测该建筑在施工过程中梁、柱的应变与温度变化.研究结果表明,埋入的FBG传感器可以方便地监测施工过程中混凝土结构内部温度与应变的变化,为混凝土结构的健康监测提供依据;自行研制的FBG传感器传感性能良好,成活率高,寿命长,为基于FBG传感器长期的混凝土结构健康监测奠定了基础. 展开更多
关键词 健康监测 光纤布拉格光栅 结构 应变 温度 传感器
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结构健康监测用光纤布拉格光栅应变传感器研究 被引量：13
8
作者 万里冰 张博明 +2 位作者 王殿富 武湛君 赵雪峰 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2002年第4期47-48,共2页
采用不绣钢管对光纤布拉格光栅（FBG）进行封装并对其进行标定,粘贴在钢衍架表面测量结构的应变,封装光纤光栅显示了良好的传感性能,与电阻应变片测量结果吻合良好。封装后的光纤布拉格光栅传感器操作容易,便于安装,为建立工程结构健康... 采用不绣钢管对光纤布拉格光栅（FBG）进行封装并对其进行标定,粘贴在钢衍架表面测量结构的应变,封装光纤光栅显示了良好的传感性能,与电阻应变片测量结果吻合良好。封装后的光纤布拉格光栅传感器操作容易,便于安装,为建立工程结构健康监测系统奠定了基础。 展开更多
关键词 结构健康监测 光纤布拉格光栅 应变 传感器
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温度自动补偿超磁致伸缩材料布拉格光栅光纤电流传感器 被引量：13
9
作者 杨玉强 杨群 +1 位作者 葛伟 张换男 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期2377-2383,共7页
基于超磁致伸缩材料,提出了一种传感光纤光栅（S-FBG）和参考光纤光栅（A-FBG）相结合的温度自动补偿全光纤交流电流传感器。此传感器将传感光纤光栅和参考光纤光栅级联呈＂十字形＂后粘贴在超磁致伸缩材料上,然后将其置于聚磁回路狭缝... 基于超磁致伸缩材料,提出了一种传感光纤光栅（S-FBG）和参考光纤光栅（A-FBG）相结合的温度自动补偿全光纤交流电流传感器。此传感器将传感光纤光栅和参考光纤光栅级联呈＂十字形＂后粘贴在超磁致伸缩材料上,然后将其置于聚磁回路狭缝内;同时控制传感光纤光栅的径向与磁场方向相同,而参考光纤光栅的径向与磁场方向相反。最后,将S-FBG的中心波长置于A-FBG反射谱的边带上,通过检测两光纤光栅级联反射光强的变化实现了电流测量及温度自动补偿。选用3dB谱宽分别为0.23nm和0.08nm的A-FBG和S-FBG进行了实验测试,结果表明：有效安匝电流为1.0-138.2A时,该传感器可实现线性测量,线性度为0.996 3,测量灵敏度为16.0 mV/A,最小可测有效安匝电流为1.0A。 展开更多
关键词 光纤电流传感器 光纤布拉格光栅 超磁致伸缩材料 温度补偿
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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
10
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 湿度传感
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飞秒激光刻写的超短光纤布拉格光栅及其传感特性 被引量：17
11
作者 敬世美 张轩宇 +3 位作者 梁居发 陈超 郑钟铭 于永森 《中国光学》 EI CAS CSCD 2017年第4期449-454,共6页
为了提高光纤光栅传感器的测量精度及可靠性,实现点式测量,拓宽光纤布拉格光栅(FBG)的应用,本文提出了基于飞秒激光直写扫线技术制备超短FBG。首先,在单模光纤上制备了周期为5.35μm、长度为53.5μm的超短FBG,其温度和应力的灵敏度分别... 为了提高光纤光栅传感器的测量精度及可靠性,实现点式测量,拓宽光纤布拉格光栅(FBG)的应用,本文提出了基于飞秒激光直写扫线技术制备超短FBG。首先,在单模光纤上制备了周期为5.35μm、长度为53.5μm的超短FBG,其温度和应力的灵敏度分别为0.011 nm/℃和1.509 nm/N;然后,用体积分数为4%的氢氟酸对制备超短FBG进行选择性腐蚀,制备出了微通道超短FBG,并研究了它对NaCl溶液的传感特性,其折射率灵敏度为69.11 nm/RIU。结果表明,这种微通道超短FBG具有高重复性、高可靠性、可多参数测量等优点。 展开更多
关键词 飞秒激光刻写 超短光纤布拉格光栅 温度 应力 折射率
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基于光纤布拉格光栅传感器的永久路面结构响应监测研究 被引量：10
12
作者 张权 张庆宇 +2 位作者 王志斌 邱文利 何兆益 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2021年第11期76-79,90,共5页
依托河北京德高速新建项目,开展了光纤布拉格光栅(FBG)传感器在永久路面结构力学响应监测中的应用研究。提出了FBG传感器监测路面结构面层、基层和路基力学响应的一种布设方案;结合布设方案,统计了FBG传感器在沥青混合料面层、水泥稳定... 依托河北京德高速新建项目,开展了光纤布拉格光栅(FBG)传感器在永久路面结构力学响应监测中的应用研究。提出了FBG传感器监测路面结构面层、基层和路基力学响应的一种布设方案;结合布设方案,统计了FBG传感器在沥青混合料面层、水泥稳定碎石基层和无机结合料稳定土路基实际施工环境中的存活率;结合成活传感器施工过程的监测数据,分析了传感器在评估施工压实均匀性中的应用;通过车辆加载实验,分析了动载作用下车辆轴载、轴型和速度对结构层应变响应的影响规律。研究表明:路面实际工况下,传感器的成活率不高且面层传感器成活率最低,说明沥青混合料层的高温施工环境对传感器存活极为不利;成活的FBG传感器与面层、基层和路基材料具有较好的协同变形特性,可以实现结构层施工碾压过程均匀性的评估分析和动载作用下路面结构力学响应的监测。 展开更多
关键词 永久性沥青路面结构 光纤布拉格光栅传感器 路面结构动力响应 应变测试
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基于光纤光栅毛细钢管电镀封装结构的温度传感特性研究
13
作者 刘明尧 张品 李聪 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2024年第7期25-29,共5页
采用毛细钢管对布拉格光纤光栅(FBG)封装有保护和温度增敏的效果。FBG和毛细钢管之间一般采用环氧胶连接,这会影响传感器的灵敏性和可靠性。为此,提出了一种基于磁控溅射和电镀相结合的毛细钢管封装工艺。首先在裸FBG上磁控溅射镍金属... 采用毛细钢管对布拉格光纤光栅(FBG)封装有保护和温度增敏的效果。FBG和毛细钢管之间一般采用环氧胶连接,这会影响传感器的灵敏性和可靠性。为此,提出了一种基于磁控溅射和电镀相结合的毛细钢管封装工艺。首先在裸FBG上磁控溅射镍金属导电层,然后用电镀工艺将光纤和毛细钢管的两端固定连接。电镀连接层表面光滑,没有明显缺陷。相较于胶粘封装,使用电镀封装的FBG温度传感器在25~95℃的温度范围内具有优异的线性度。封装结构的温度传感灵敏度是裸FBG的2.63倍。结果表明,毛细钢管电镀封装结构不仅可以提高温度传感灵敏度,还能在高温下具有稳定的传感性能。 展开更多
关键词 布拉格光纤光栅 温度传感器 毛细管 磁控溅射 电镀 封装结构
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菲波纳契准周期超结构光纤光栅 被引量：4
14
作者 张健 郑杰 张玉书 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第8期2050-2054,共5页
采用相位掩模板扫描法,在单模光敏光纤中制备了中心波长为1541.86nm,菲波纳契序数为0～9的准周期超结构光栅.通过模拟引入相移过程中纤芯折射率的改变对制作参量进行了优化.传输矩阵分析与实验结果均表明,该超结构光纤光栅的透射谱呈现... 采用相位掩模板扫描法,在单模光敏光纤中制备了中心波长为1541.86nm,菲波纳契序数为0～9的准周期超结构光栅.通过模拟引入相移过程中纤芯折射率的改变对制作参量进行了优化.传输矩阵分析与实验结果均表明,该超结构光纤光栅的透射谱呈现分形结构,在中心波长附近有六循环和自相似特性.所制备超结构光栅可作为C波段分形结构滤波器件在光通信和全光集成领域得到应用. 展开更多
关键词 导波光学 超结构布拉格光纤光栅 相位掩模板 菲波纳契序列 传输矩阵
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光纤布拉格光栅检测技术及其应用 被引量：8
15
作者 李文宏 杨振坤 夏建生 《中国测试技术》 CAS 2003年第1期5-6,22,共3页
阐述了光纤布拉格光栅检测技术的基本原理以及相关技术 ,概述了其近年来在结构状态检测、电力工业以及能源化工等领域的实际应用情况 ,分析了其发展前景。
关键词 光纤布拉格光栅 光纤传感器 检测技术 结构状态检测 电力工业 能源 化工
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基于布拉格光纤光栅的碳纤维壁板损伤监测研究 被引量：5
16
作者 常琦 袁慎芳 +1 位作者 苗苗 王长坤 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期64-68,共5页
针对大型的碳纤维复合材料机翼盒段壁板结构,提出使用光纤布拉格光栅测量结构应变场分布,通过神经网络判别结构损伤的方法,对典型的飞机碳纤维复合材料盒段壁板结构进行健康监测研究。研究了损伤对机翼盒段壁板结构应变场的影响,研究结... 针对大型的碳纤维复合材料机翼盒段壁板结构,提出使用光纤布拉格光栅测量结构应变场分布,通过神经网络判别结构损伤的方法,对典型的飞机碳纤维复合材料盒段壁板结构进行健康监测研究。研究了损伤对机翼盒段壁板结构应变场的影响,研究结果表明,光纤布拉格光栅作为传感器可以较好地应用于航空材料的结构健康监测中,采用神经网络的判别方法可以较准确地判别出结构损伤的位置和程度。 展开更多
关键词 碳纤维 复合材料 光纤布拉格光栅 神经网络 机翼盒段结构
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利用双光杠杆测量非等截面光纤布拉格光栅传感器的应变系数 被引量：5
17
作者 徐健 杨德兴 +1 位作者 姜亚军 杜波波 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期245-250,共6页
使用单个光杠杆监测传感器应变时,传感器两端的被夹持部位受力后易与电子万能试验机的夹持器产生滑移。为了消除滑移影响以提高测试精度,本文使用两套光杠杆建立了测量弹性受力部位呈非等截面的光纤布拉格光栅(FBG)传感器等效应变系数η... 使用单个光杠杆监测传感器应变时,传感器两端的被夹持部位受力后易与电子万能试验机的夹持器产生滑移。为了消除滑移影响以提高测试精度,本文使用两套光杠杆建立了测量弹性受力部位呈非等截面的光纤布拉格光栅(FBG)传感器等效应变系数ηεeff的实验测量系统。测试时,将两套光杠杆的平面反射镜分别安放在传感器弹性受力部位两侧的固定端端面上,测量出两个固定端在受力变形后的相对位移和相应的FBG中心波长变化量。然后,使用曲线拟合法和累加均值法对实验测得的数据进行处理来获得ηεeff。建立了仿真模型,得到了ηεeff预估值并与实测值进行了对比。结果显示:实验测得的ηεeff为0.681 7με/pm,精度为0.91%,与仿真获得的预估值0.672 0με/pm相差仅为1.42%。该方法满足了准确测量非等截面结构FBG传感器应变系数的要求。 展开更多
关键词 双光杠杆 应变系数测量 光纤布拉格光栅传感器 复杂结构
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相移光纤布拉格光栅的光子晶体理论研究 被引量：2
18
作者 任国斌 王智 +1 位作者 娄淑琴 简水生 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第3期421-424,共4页
本文将相移光纤布拉格光栅近似为一维光子晶体 ,利用光子晶体理论研究其能带结构和光学传输特性 .指出了光栅的反射峰和光子禁带 ,反射峰中的高透射曲线部分和缺陷模之间的对应关系 ;
关键词 相移光纤布拉格光栅 光子晶体 禁带 缺陷模 能带结构 光学传输特性 光纤通信
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光纤光栅在超声结构健康监测中的应用与展望 被引量：3
19
作者 吴奇 兰伍霖 +1 位作者 张含琦 芦吉云 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2022年第4期627-635,820,共10页
使用光纤光栅探测包含损伤信息的高频、小能量超声导波,是结构健康监测的关键技术和重点发展方向之一。首先,阐述了光纤光栅探测超声的基本原理,介绍了同时满足高灵敏度和大带宽的相移光纤光栅,揭示了光栅监测的角度相关性以及安装技术... 使用光纤光栅探测包含损伤信息的高频、小能量超声导波,是结构健康监测的关键技术和重点发展方向之一。首先,阐述了光纤光栅探测超声的基本原理,介绍了同时满足高灵敏度和大带宽的相移光纤光栅,揭示了光栅监测的角度相关性以及安装技术;其次,介绍了宽带光源解调法与可调谐激光解调法,将高速的小幅布拉格波长漂移转换为电压输出;然后,介绍了光纤光栅在冲击监测、声发射监测、声⁃超声监测三个方面的应用,着重以航空航天复合材料健康监测为例,讨论了损伤判断、定位及分类等功能的实现;最后,对光纤光栅在超声结构健康监测中的应用进行了总结和展望。 展开更多
关键词 光纤布拉格光栅 结构健康监测 解调系统 冲击 声发射 声⁃超声
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基于光纤布拉格光栅的二维力传感器设计及实验研究 被引量：13
20
作者 孙世政 廖超 +2 位作者 李洁 蒙志强 向洋 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期1-9,共9页
针对目前多维力传感器难以同时兼顾电磁干扰、接线复杂、维间耦合较大及灵敏度较低的问题,设计了一种基于光纤布拉格光栅的二维力传感器。首先,基于光纤布拉格光栅传感理论和简支梁弯曲变形理论,设计了十字横梁结构的传感器弹性体,并揭... 针对目前多维力传感器难以同时兼顾电磁干扰、接线复杂、维间耦合较大及灵敏度较低的问题,设计了一种基于光纤布拉格光栅的二维力传感器。首先,基于光纤布拉格光栅传感理论和简支梁弯曲变形理论,设计了十字横梁结构的传感器弹性体,并揭示光纤光栅传感器波长漂移量与力的映射关系;其次,采用有限元分析方法研究弹性体的应变分布特性,确定光纤布拉格光栅最佳封装位置;最后,搭建了实验标定平台,对传感器的灵敏度、线性度、维间耦合误差以及重复性误差进行实验研究。实验结果表明,该传感器x、y方向的波长灵敏度分别约为7.464、7.520 pm/N,线性度分别约为3%、2%,维间耦合误差分别约为1.01%、0.218%,重复性误差分别约为4.898%、5.828%。该传感器可应用于机器人腕部二维力测量,对提高机器人关节的高精度控制反馈具有重要意义。 展开更多
关键词 光纤布拉格光栅 二维力传感器 十字横梁结构 维间耦合
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