金属封装式FBG传感器设计及应变传递试验 被引量：6

1

作者 杜翠翠 孔德仁 徐春冬 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期9-20,共12页

为实现对被测基体结构应变的精确测量,设计一种基于金属封装粘贴式光纤光栅应变传感器,建立了6层结构的应变传递模型,分析推导了被测基体层、基底粘胶层、封装基底层、光纤粘胶层、保护层及光纤光栅层的应变传递机理,并通过理论分析和... 为实现对被测基体结构应变的精确测量,设计一种基于金属封装粘贴式光纤光栅应变传感器,建立了6层结构的应变传递模型,分析推导了被测基体层、基底粘胶层、封装基底层、光纤粘胶层、保护层及光纤光栅层的应变传递机理,并通过理论分析和有限元仿真对比分析了光纤光栅长度、光纤粘胶层厚度、基底粘胶层厚度、中间层的弹性模量和泊松比等主要因素对平均应变传递率的影响.根据仿真结果,确定所设计的金属封装粘贴式光纤光栅传感器的封装材质、尺寸及粘胶层厚度.最后通过设计等强度悬臂梁作为施加载荷载体,提出应变传递误差修正系数,对上述铝合金封装粘贴式光纤光栅及裸光纤光栅传感器进行了应变传递对比试验.结果表明,裸光纤光栅和金属封装式光纤光栅传感器的平均应变传递率分别为98.25%和98.15%,与仿真计算误差在0.15%~0.25%以内. 展开更多

关键词 金属封装式光纤光栅传感器 平均应变传递率 有限元仿真 等强度悬臂梁

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基于夹持粘贴式的光纤光栅传感器力热耦合测试 被引量：2

2

作者 李鑫 黄薏静 +2 位作者 于纪成 徐赵洁 马冠军 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期27-37,共11页

针对力热耦合环境中对结构件应变测试的准确获取问题,提出一种基于夹持粘贴式与温度补偿解耦的裸光纤光栅传感器应变测试方法。首先,通过有限元分析对比夹持粘贴式、表面粘贴式两种与基材集成方式的应变传递率,两者应变传递率分别为99.... 针对力热耦合环境中对结构件应变测试的准确获取问题,提出一种基于夹持粘贴式与温度补偿解耦的裸光纤光栅传感器应变测试方法。首先,通过有限元分析对比夹持粘贴式、表面粘贴式两种与基材集成方式的应变传递率,两者应变传递率分别为99.47%与95.8%;然后,以光纤胶粘应变传递理论及有限元仿真分析不同标距比对夹持粘贴式光纤光栅传感器应变传递率的影响,发现随着标距比增加,应变传递率逐渐衰减。基于粘贴形式与标距比分析结果,选取标距比为1的夹持式裸光纤光栅与基材粘贴集成为试验件,同时集联一条裸光纤光栅温度传感器,在完成对光纤光栅温度/应变标定测试后,进行100~250℃、3 000με范围内的试验件梯度高温拉伸测试。实验结果表明,利用温度补偿法解耦出光纤光栅传感器测量的应变结果与标准高温应变片结果的平均相对误差最大值为2.26%。该研究结果对高温下光纤光栅传感器应变测量与集成的工程应用具有一定参考意义。 展开更多

关键词 光纤光栅传感器 应变传递 夹持粘贴式 有限元分析 高温应变测试 温度补偿解耦

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一种差动式光纤Bragg光栅渗压、温度双参量传感器 被引量：7

3

作者 肖元强 李得利 +3 位作者 李川 李英娜 谢涛 赵振刚 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期2251-2256,共6页

设计了一种差动式双光纤Bragg光栅渗压、温度双参量传感器。在渗压作用下,波纹管产生一个轴向位移,并传递给等强度悬臂梁的自由端,使等强度悬臂梁产生一个挠度变化,带动粘贴在悬臂梁上下表面的光纤Bragg光栅的中心波长发生移位。通过检... 设计了一种差动式双光纤Bragg光栅渗压、温度双参量传感器。在渗压作用下,波纹管产生一个轴向位移,并传递给等强度悬臂梁的自由端,使等强度悬臂梁产生一个挠度变化,带动粘贴在悬臂梁上下表面的光纤Bragg光栅的中心波长发生移位。通过检测两只光纤Bragg光栅中心波长的差值来获得渗压;通过检测两只光纤Bragg光栅中心波长的平均值来获得环境温度。传感器测试表明,传感器对渗压的灵敏度为1.982 nm/MPa,线性度约为0.97%,重复性为1.5%;传感器对温度的灵敏度为0.009 5 nm/℃,线性度约为3.4%。该传感器利用差动结构并结合适当的数据处理实现了对渗压与温度的双参量检测。 展开更多

关键词 光纤BRAGG光栅 差动式 渗压传感器 温度传感器

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表面式光纤光栅传感器应变传递研究 被引量：13

4

作者 王为 林玉池 黄银国 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2008年第12期1218-1220,共3页

建立了表面式光纤光栅传感器力学模型;推导了表面式光纤光栅传感器感测应变与基体应变间的关系;仿真分析了衬底厚度和黏结长度对应变传递效果的影响;实验证明在黏结长度为40mm有衬底和无衬底及黏结长度为20mm有衬底三种情况下光纤光栅... 建立了表面式光纤光栅传感器力学模型;推导了表面式光纤光栅传感器感测应变与基体应变间的关系;仿真分析了衬底厚度和黏结长度对应变传递效果的影响;实验证明在黏结长度为40mm有衬底和无衬底及黏结长度为20mm有衬底三种情况下光纤光栅应变传感器的灵敏度系数分别为54.4pm/0.1mm,54.8pm/0.1mm,52.8pm/0.1mm。实验结果证明了理论推导和仿真分析,为传感器封装提供了指导。 展开更多

关键词 表面式光纤光栅传感器 应变传递 黏结长度 衬底厚度

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3D打印封装光纤光栅传感器应变传递机理研究 被引量：2

5

作者 孙丽 孙欣欣 +2 位作者 梁天琦 李闯 张春巍 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期72-86,共15页

采用3D打印方法开发光纤光栅应变传感器,建立裸光纤光栅传感器、3D打印封装层、被测基体三者之间的应变耦合传递的分离式模型,推导光纤光栅传感器与被测基体的应变传递关系,分析夹持式3D打印光纤光栅应变传感器应变传递率的影响因素,包... 采用3D打印方法开发光纤光栅应变传感器,建立裸光纤光栅传感器、3D打印封装层、被测基体三者之间的应变耦合传递的分离式模型,推导光纤光栅传感器与被测基体的应变传递关系,分析夹持式3D打印光纤光栅应变传感器应变传递率的影响因素,包括封装层弹性模量、封装层厚度、黏结长度。研究结果表明平均应变传递率与封装层弹性模量和黏结长度呈正相关,与封装层厚度呈负相关。研究成果对夹持式光纤光栅应变测量、误差修正和传感器设计,以及3D打印技术封装光纤布拉格光栅的可行性具有参考意义。 展开更多

关键词 光纤传感器 3D打印方法 应变传递耦合机理 封装技术 夹持式光纤光栅传感器

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用于高温环境的压力式光纤光栅温度传感器设计 被引量：2

6

作者 黄嘉 陈富云 +2 位作者 邓霄冉 赵振刚 李川 《工具技术》 2018年第6期115-118,共4页

针对传统压力式温度计在实际应用中易受电磁干扰和环境温度影响的问题,设计了一种适合高温工作环境的气体压力式光纤Bragg光栅温度传感器。该传感器在压力式温度计的结构基础上将压力敏感元件替换为传压杆及等强度悬臂梁,建立传感器理... 针对传统压力式温度计在实际应用中易受电磁干扰和环境温度影响的问题,设计了一种适合高温工作环境的气体压力式光纤Bragg光栅温度传感器。该传感器在压力式温度计的结构基础上将压力敏感元件替换为传压杆及等强度悬臂梁,建立传感器理论数学模型并进行测温试验,将实测值与理论值进行比较,证明该传感器的设计可行,可用于有特殊环境要求的温度检测。 展开更多

关键词 光纤BRAGG光栅 温度传感器 压力式 静态特性

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浮子式光纤Bragg光栅密度传感器 被引量：1

7

作者 牛生辉 李川 +1 位作者 黄代民 张海亮 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2010年第2期27-29,共3页

针对传统浮子式玻璃密度计测量人为因素影响的缺点,实现了易燃易爆液体密度的本安测量。浮子式光纤Bragg光栅液体密度传感器全部浸没在被测液体中,液体密度导致浮子受浮力作用,等强度悬臂梁发生挠度变化,粘贴在悬臂梁上的光纤Bragg光栅... 针对传统浮子式玻璃密度计测量人为因素影响的缺点,实现了易燃易爆液体密度的本安测量。浮子式光纤Bragg光栅液体密度传感器全部浸没在被测液体中,液体密度导致浮子受浮力作用,等强度悬臂梁发生挠度变化,粘贴在悬臂梁上的光纤Bragg光栅的Bragg波长发生移位,通过与传感器连接的光谱分析仪,得到Bragg中心波长移位量,算出被测液体的密度。通过试验,Bragg波长的移位-密度量为传感器的灵敏度,为1.2pm/kg/m3,分辨率为0.83kg/m3/pm。测量范围:0.000kg/m3至2.459×103kg/m3。 展开更多

关键词 光纤BRAGG光栅 浮子式 密度传感器 本安测量

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基片式光纤光栅应变传感器增敏结构研究 被引量：5

8

作者 李忠玉 张志勇 +2 位作者 张信普 杨顺智 王鹏 《光通信技术》 北大核心 2018年第6期21-24,共4页

改变光纤光栅(FBG)传感器的封装结构在提高传感器的测量灵敏度、保护传感器方面具有重要的作用。在传统应变片封装结构的基础上,设计了一种具有新型增敏结构的基片式封装结构。对新型封装的结构参数与传感器应变灵敏度之间的关系进行了... 改变光纤光栅(FBG)传感器的封装结构在提高传感器的测量灵敏度、保护传感器方面具有重要的作用。在传统应变片封装结构的基础上,设计了一种具有新型增敏结构的基片式封装结构。对新型封装的结构参数与传感器应变灵敏度之间的关系进行了仿真分析,并与一般封装结构的特性进行了对比。仿真结果表明,在整体尺寸相同的情况下,采用新型增敏结构应变片的应变灵敏度为463με/N,是一般封装结构应变片的3.4倍。对FBG传感器进行了封装处理和对比测试实验,实验结果与理论设计相符合。 展开更多

关键词 光纤布喇格光栅 基片式 增敏结构 应变传感器 灵敏度

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基片式光纤光栅传感器加速度试验研究 被引量：3

9

作者 杜翠翠 孔德仁 徐春冬 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期152-159,共8页

为测试光纤光栅(FBG)传感器是否可以承受由加速度引起的稳态惯性载荷,以及在承受这些载荷期间的传感性能,设计了一种铝合金基片封装式光纤光栅应变和温度传感器,并对其进行了加速度性能验证。确定了FBG应变和温度传感器的设计尺寸,阐述... 为测试光纤光栅(FBG)传感器是否可以承受由加速度引起的稳态惯性载荷,以及在承受这些载荷期间的传感性能,设计了一种铝合金基片封装式光纤光栅应变和温度传感器,并对其进行了加速度性能验证。确定了FBG应变和温度传感器的设计尺寸,阐述了封装过程,分析了FBG传感器的应变和温度传感机理,开发了基于体相位光栅和线阵光电探测器的光谱检测解调系统。搭建了加速度试验装置,并按照GJB150.15A“加速度试验”要求和方法对选取的FBG应变和温度传感器进行了加速度性能测试。试验结果表明:在加速度试验前后的2 min性能测试中,波长偏移量均未超过±50 pm,且光强变化未超过0.3 V;在加速度试验中,波长偏移量最大波动为±7 pm,光强均在1.3 V~4.003 V内。验证了所设计的光纤光栅传感器具备承受加速度载荷的能力,且承受载荷期间传感性能良好。 展开更多

关键词 基片式光纤光栅传感器 铝合金封装 波长解调技术 GJB150.15A“加速度试验”

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光纤光栅传感器在建筑结构加固检测中的应用研究 被引量：13

10

作者 姜德生 陈大雄 梁磊 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第5期50-53,共4页

针对结构加固检测的问题 ,提出了采用光纤光栅传感技术进行结构加固过程中应变监测的新方案 ,分析了光纤光栅传感器的传感原理 ,研制出相应的实验系统 ,并通过对 15 0mm× 15 0mm× 12 0 0mm包钢加固混凝土柱进行加载破坏性试... 针对结构加固检测的问题 ,提出了采用光纤光栅传感技术进行结构加固过程中应变监测的新方案 ,分析了光纤光栅传感器的传感原理 ,研制出相应的实验系统 ,并通过对 15 0mm× 15 0mm× 12 0 0mm包钢加固混凝土柱进行加载破坏性试验 ,与常规的电检测技术进行了对比实验。实验结果表明 :光纤光栅传感器比电检测系统具有更高量级的精度 ,能绝对数值测量 ,抗干扰能力强 ,结构简单 ,长期稳定性高 ,很好地实现对建筑结构的实时、在线监测。该技术在土木工程界具有广泛的应用前景。 展开更多

关键词 光纤布喇格光栅 粘贴式传感器 结构加固

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预拉伸光纤光栅应变传感器传感性能研究 被引量：10

11

作者 张开宇 闫光 +1 位作者 鹿利单 祝连庆 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2017年第5期654-658,共5页

为了提高光纤光栅测量应变的测量范围与测量精度,该文对基片式光纤光栅传感器应变传递理论及其有限元分析应力分布进行了阐述,并对光纤光栅应变传感器的制作工艺进行了探索。封装工艺与普通基片式光纤光栅传感器的不同是在制作时加载确... 为了提高光纤光栅测量应变的测量范围与测量精度,该文对基片式光纤光栅传感器应变传递理论及其有限元分析应力分布进行了阐述,并对光纤光栅应变传感器的制作工艺进行了探索。封装工艺与普通基片式光纤光栅传感器的不同是在制作时加载确定的预紧力,用等强度梁对预应力基片式光纤光栅传感器进行测试并标定,得到传感器灵敏度为0.88pm/με,线性度为0.996,传递效率为74%。并在MTS拉伸试验机上进行预紧力基片式光纤光栅传感器、裸光纤光栅传感器与电阻应变计压缩对比实验研究,实验表明,预拉伸制作工艺提高了光纤光栅测量压缩应变的线性度与测量范围。 展开更多

关键词 基片式 光纤光栅 应变传感器 预拉伸 线性度 灵敏度

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夹持式封装低温敏FBG应变传感器的设计 被引量：2

12

作者 王永洪 张明义 +2 位作者 张春巍 刘倩 王伟 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第3期347-349,共3页

设计了一种两端夹持式封装的低温敏FBG应变传感器。利用金属内、外管产生的膨胀差值引起的光栅波长变化量,与热膨胀和热光效应引起的光栅波长变化量抵消,实现温度补偿,金属内、外管隔及隔温套管与夹持支座内部均采用粘结剂连接后实现对... 设计了一种两端夹持式封装的低温敏FBG应变传感器。利用金属内、外管产生的膨胀差值引起的光栅波长变化量,与热膨胀和热光效应引起的光栅波长变化量抵消,实现温度补偿,金属内、外管隔及隔温套管与夹持支座内部均采用粘结剂连接后实现对光纤光栅的封装。标定试验表明:该传感器的温度灵敏度为0.78 pm/℃,是裸光纤光栅温度灵敏度的7.2%,大大降低了对温度的灵敏性,应变灵敏度系数为1.377 pm/℃。 展开更多

关键词 夹持式 封装 低温敏 光纤光栅 应变传感器

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基于长周期光纤光栅的压力传感器 被引量：2

13

作者 刘廷丽 陈奇栓 杨墨 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2007年第4期3-4,7,共3页

研制了一种基于悬臂梁差动结构的新型长周期光纤光栅压力传感器。该传感器测量精度高、结构简单，便于加工。其独特的差动结构克服了温度变化对测量的影响，在温度变化后不用再次标定。测试结果表明：在0-6MPa的测量范围内，温度变化25... 研制了一种基于悬臂梁差动结构的新型长周期光纤光栅压力传感器。该传感器测量精度高、结构简单，便于加工。其独特的差动结构克服了温度变化对测量的影响，在温度变化后不用再次标定。测试结果表明：在0-6MPa的测量范围内，温度变化25℃时，在不用重新标定的条件下，其测量精度保持仍在1％之内。 展开更多

关键词 差动式 温漂 光纤光栅 压力传感器

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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：5

14

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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基于光纤光栅法珀干涉结构的热线式风速计

15

作者 林颖 唐玉涵 +2 位作者 杜浪哲 徐鹏柏 董新永 《光子学报》 CSCD 北大核心 2024年第12期146-154,共9页

为提高热线式光纤光栅风速计的性能,提出一种基于光纤光栅法珀干涉结构的热线式风速计。该风速计通过在两个光纤布拉格光栅的中间熔接一段长度为500μm的掺钴光纤以形成法珀干涉结构(FPI),该掺钴光纤吸收1480 nm激光后产生热量从而形成... 为提高热线式光纤光栅风速计的性能,提出一种基于光纤光栅法珀干涉结构的热线式风速计。该风速计通过在两个光纤布拉格光栅的中间熔接一段长度为500μm的掺钴光纤以形成法珀干涉结构(FPI),该掺钴光纤吸收1480 nm激光后产生热量从而形成热线,根据热膨胀效应和热光效应,温度变化会引起掺钴光纤中光程的变化,使得FPI的干涉谱红移。当气流流过FPI风速计时,掺钴光纤的热量散失速率加快,温度降低进而导致FPI干涉谱蓝移,蓝移量与风速成固定的关系。因此,通过测量FPI干涉谱的波长改变量,可以计算出风速值。实验中,在0~9 m/s的范围进行了风速测量,获得热线式风速计的典型响应,灵敏度随风速增大逐渐降低。在风速为0.1 m/s时,风速计的灵敏度达到-1053.86 pm·m^(-1)·s,而风速为0.5 m/s和5.0 m/s时,灵敏度分别为-746.47 pm·m^(-1)·s和-15.15 pm·m^(-1)·s。与已报道的热线式光纤光栅风速计相比,所提出的光纤光栅FPI风速计具有灵敏度高、结构简单紧凑、易于制造、成本低等优点。 展开更多

关键词 光纤传感器 热线式风速计 光纤布拉格光栅 法布里珀罗干涉仪 掺钴光纤 风速测量

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矿用光纤热线式风速传感器设计 被引量：7

16

作者 王纪强 李振 +4 位作者 孟辉 侯墨语 董果凤 杨青山 刘统玉 《工矿自动化》 北大核心 2021年第5期30-34,共5页

实时、准确地获取风速数据,有助于精准控制矿井风流。现有的热线式、叶轮式、超声波涡街式、差压式等矿用风速传感器或易受干扰,或无法检测微风速,或量程小,且均通过电信号获取风速,存在安全隐患。基于掺杂光纤光热转换特性和光纤Bragg... 实时、准确地获取风速数据,有助于精准控制矿井风流。现有的热线式、叶轮式、超声波涡街式、差压式等矿用风速传感器或易受干扰,或无法检测微风速,或量程小,且均通过电信号获取风速,存在安全隐患。基于掺杂光纤光热转换特性和光纤Bragg光栅(FBG)测温原理,设计了一种矿用光纤热线式风速传感器,通过掺杂光纤将光能转换为热能,通过解调热交换下FBG中心波长漂移量推算传感探头温度变化,进一步计算出风速。在FBG解调过程中采用光栅复用技术,实现了多台传感器共用同一光源和解调仪,降低了成本。实验室测试结果表明:FBG中心波长漂移量与风速呈非线性关系;在较低的风速范围内,泵浦光源功率越高,FBG中心波长漂移范围越大,风速检测灵敏度越高,风速为0~0.57 m/s时,传感器灵敏度为1370 pm/(m·s^(-1)),最高分辨率达0.7 mm/s;传感器响应时间随风速增大而减小,波长动态范围随之增大。现场测试结果表明:该传感器可实现煤矿井下微风速、低风速检测,稳定性较好,监测值能准确反映现场风速变化。 展开更多

关键词 矿井通风 风速传感器 光纤传感 光纤热线式 掺杂光纤 光纤BRAGG光栅 光栅复用解调

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自旋量程可调式金属化FBG温度传感器设计

17

作者 朱星盈 倪屹 +2 位作者 郭瑜 刘化利 李岱林 《传感器与微系统》 CSCD 2018年第11期77-79,共3页

针对大型结构温度场监测、粮库测温、石油化工及管道等需要对不同范围温度进行精确测量的问题,设计了一种新型自旋量程可调式光纤布拉格光栅(FBG)温度传感器。采用金属化FBG焊接在新型封装基片上的封装方式,使得传感器具有耐高温的特性... 针对大型结构温度场监测、粮库测温、石油化工及管道等需要对不同范围温度进行精确测量的问题,设计了一种新型自旋量程可调式光纤布拉格光栅(FBG)温度传感器。采用金属化FBG焊接在新型封装基片上的封装方式,使得传感器具有耐高温的特性。经过有限元分析,在温度变化100℃时,封装基片应变约为0.073×10-6,远小于光纤结构本身的微应变,解决了温度与应力的交叉影响的问题。同时通过耐高温真空自旋式装置达到调节量程的目的,在温控箱内对传感器进行实验测试,最小量程精度约为20 pm/℃,对结果进行修正之后线性度可以达到0.999 9以上,满量程精度达到0.05%。 展开更多

关键词 光纤布拉格光栅 自旋可变式调档 光纤金属化 温度传感器 结构有限元分析

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基于光纤布拉格光栅的岩石内部变形测量传感器

18

作者 赵雨 于长一 徐颖 《三峡大学学报（自然科学版）》 CAS 2021年第6期29-36,共8页

岩石或混凝土结构内部形变是评价工程结构稳定的重要指标.为准确获得岩石结构内部变形情况,提出了基于布拉格光纤光栅传感器的岩石内部变形测量方法,利用理论计算和数值模拟的方法讨论了3种构型对应变传递的影响,得出薄壁不锈钢管保护... 岩石或混凝土结构内部形变是评价工程结构稳定的重要指标.为准确获得岩石结构内部变形情况,提出了基于布拉格光纤光栅传感器的岩石内部变形测量方法,利用理论计算和数值模拟的方法讨论了3种构型对应变传递的影响,得出薄壁不锈钢管保护层的测量效果要优于碳纤维增强聚合物(CFRP)的结论.根据优选后的构型及材质制作传感器并埋置于混凝土及花岗岩圆柱试样中,分别进行室内单轴压缩实验,并同时采用光纤光栅传感器和位移传感器进行测量.实验结果显示:混凝土试样,光纤光栅传感器测量结果与压机位移传感器测量结果有高度契合性,而花岗岩试样二者有所差异,该差异主要是由于采用混凝土浆液充填岩石钻孔,两种材料的接触在轴向荷载下发生破坏而产生,但总体而言,光纤传感器测试精度小于1μm,测试区间可以达到2000μm;其精度和测量范围能够满足工程需要,从而验证了光纤光栅传感器的有效性和准确性.该方法可为测量混凝土、岩石内部应变提供可靠工具和技术手段. 展开更多

关键词 岩石力学 内部变形 光纤传感器 埋入式布拉格光纤光栅 应变测量

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基于光纤光栅传感技术的门座式起重机SHM实施 被引量：2

19

作者 黄国健 王东辉 +1 位作者 刘奕敏 王新华 《科学技术与工程》 北大核心 2014年第4期217-221,共5页

结构健康监测(SHM)技术能在线实时监测结构健康情况、切实提高设备安全性能而日益引起人们的关注。将光纤光栅传感技术引入起重机SHM中,以一台MQ2533门座式起重机为试点,以有限元方法得出结构应力集中点作为传感器布点依据。采用32个光... 结构健康监测(SHM)技术能在线实时监测结构健康情况、切实提高设备安全性能而日益引起人们的关注。将光纤光栅传感技术引入起重机SHM中,以一台MQ2533门座式起重机为试点,以有限元方法得出结构应力集中点作为传感器布点依据。采用32个光纤光栅传感器,通过光路复用成11路传感通道进行实时应变数据的采集。针对光纤光栅传感器温度和应变的交叉敏感问题,推导出光纤光栅温度式传感器和应变式传感器的一次线性拟合算法。利用该算法编写结构健康监测与安全预警软件平台。通过有限元计算得到关键点和重要点能够承受的最大应力,并给予一定的余量,计算出了各个关键点的预警值和报警值。经过半年多的运行,表明所开发的基于光纤光栅传感技术的门座式起重机结构健康监测系统能较好地实时在线监测起重机的结构状况,在发生危险前能发出预警信息。 展开更多

关键词 门座式起重机 MQ2533 光纤光栅传感器 结构健康监测 布点

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非轴向力下粘贴式FBG传感器应变传递机制研究 被引量：1

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作者 李银玉 邱野 +1 位作者 王全保 赵海涛 《高技术通讯》 CAS CSCD 北大核心 2013年第5期513-518,共6页

研究了结构监测中粘贴式光纤布拉格光栅(FBG)传感器轴线方向与基体结构主应力方向成一定角度时,传感器测量的应变与基体结构实际应变的关系。建立了非轴向力作用下粘贴式FBG传感器应变传递方程和应变传递理论模型,并得到沿传感器标距各... 研究了结构监测中粘贴式光纤布拉格光栅(FBG)传感器轴线方向与基体结构主应力方向成一定角度时,传感器测量的应变与基体结构实际应变的关系。建立了非轴向力作用下粘贴式FBG传感器应变传递方程和应变传递理论模型,并得到沿传感器标距各点的应变传递率、最大应变传递率和平均应变传递率。通过有限元仿真验证了理论模型的有效性,通过参数分析得到平均应变传递率随传感器角度变化的规律。研究结果表明:平均应变传递率随传感器角度的增大而减小,当传感器角度为零时,平均应变传递率最大,且方程形式与轴向力情况相同,因此推导所得的方程可归结为平均应变传递率的一般表达式;当传感器角度为90°时,平均应变传递率为零,此时传感器不能测出基体结构的应变。给出的理论模型及仿真结果对指导粘贴式FBG传感器在结构健康监测中的实际应用有参考价值。 展开更多

关键词 光纤布拉格光栅(FBG)传感器 非轴向力 粘贴式 应变传递 平均应变传递率

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