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光纤光栅传感器在固体发动机药柱内部应变监测中的应用
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作者 张焘 李海阳 +3 位作者 申志彬 吴国夫 卞云龙 王立民 《国防科技大学学报》 北大核心 2025年第1期59-66,共8页
针对固体发动机药柱结构内部应变响应测量难题,提出了一种基于光纤光栅传感器的内埋式应变测量方法。设计了内埋光纤光栅应变传感器的试验器并对其开展了冷增压试验,获得了试验器药柱内部环向应变与轴向应变值。试验结果表明,提出的测... 针对固体发动机药柱结构内部应变响应测量难题,提出了一种基于光纤光栅传感器的内埋式应变测量方法。设计了内埋光纤光栅应变传感器的试验器并对其开展了冷增压试验,获得了试验器药柱内部环向应变与轴向应变值。试验结果表明,提出的测试方法可以获取药柱内部的环向和轴向应变。研究成果可为光纤光栅传感器在固体发动机药柱结构测量中的进一步应用奠定基础,为固体发动机监测技术的发展与应用提供参考。 展开更多
关键词 固体火箭发动机 固体推进剂 光纤光栅传感器 应变测量 结构健康监测
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基于圆环结构的灵敏度可调光纤光栅应变传感器
2
作者 张媛媛 李瑞亚 +2 位作者 黄俊 魏莉 谭跃刚 《光通信技术》 北大核心 2025年第2期1-6,共6页
为了满足不同场合的应变测量需求,提出了一种基于圆环结构的灵敏度系数可调光纤光栅(FBG)应变传感器。通过调节弹性基片上圆环的几何参数来实现灵敏度的灵活调控,同时利用温度补偿FBG消除环境温度变化对测量结果的干扰。建立了传感器的... 为了满足不同场合的应变测量需求,提出了一种基于圆环结构的灵敏度系数可调光纤光栅(FBG)应变传感器。通过调节弹性基片上圆环的几何参数来实现灵敏度的灵活调控,同时利用温度补偿FBG消除环境温度变化对测量结果的干扰。建立了传感器的理论模型,并研制出一种减敏型FBG应变传感器,通过有限元仿真和实验验证了该传感器的测量性能。实验结果表明:该传感器在±3000με量程范围内的灵敏度为0.49 pm/με,线性相关系数达到0.99以上;同时,其重复性误差为0.68%,迟滞误差为2.96%,显示出良好的稳定性和可靠性。 展开更多
关键词 光纤传感 光纤光栅 应变传感器 灵敏度 温度补偿
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基于球形长周期光纤光栅的宽动态范围位移传感器实验研究
3
作者 程朴 覃慧玲 蒲亮 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2024年第2期252-256,共5页
[目的]针对光纤位移传感器动态范围窄的问题,设计一种结构简单、易于制备的气球形长周期光纤光栅(LPFG)位移传感器。[方法]采用RSOFT软件进行仿真与优化,得到光纤在不同曲率下的光谱形态,以此来确定测量区间。通过将多模光纤周期性嵌入... [目的]针对光纤位移传感器动态范围窄的问题,设计一种结构简单、易于制备的气球形长周期光纤光栅(LPFG)位移传感器。[方法]采用RSOFT软件进行仿真与优化,得到光纤在不同曲率下的光谱形态,以此来确定测量区间。通过将多模光纤周期性嵌入单模光纤形成的气球形长周期光纤光栅(MMF-BLPFG),提供用于测量位移的参考峰。使用精密的连续切割装置作为实验基础,制备与仿真结果一致的实验样品进行测试。[结果]通过测量2个谐振峰的漂移,实现了36 mm的最大位移测量范围。[结论]该研究成果在舰船水下疏水空间管系的稳定性测量和连续监测等需要大规模测量的场景中具有良好的应用潜力。 展开更多
关键词 光纤传感器 周期光纤光栅 位移传感器 折射率调制 气球形传感器
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基于长标距光纤光栅传感器的连续梁桥监测技术 被引量:21
4
作者 魏洋 卢海鹏 +2 位作者 刘小明 端茂军 李国芬 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第10期2231-2238,共8页
对光纤光栅传感器的原理进行理论分析,提出长标距光纤光栅传感器的概念,提出长标距光纤光栅传感器的制作工艺,分析长标距光纤光栅传感器的应用特点,将长标距光纤光栅传感器应用于大跨径预应力混凝土连续梁桥的施工过程与长期监测,优化... 对光纤光栅传感器的原理进行理论分析,提出长标距光纤光栅传感器的概念,提出长标距光纤光栅传感器的制作工艺,分析长标距光纤光栅传感器的应用特点,将长标距光纤光栅传感器应用于大跨径预应力混凝土连续梁桥的施工过程与长期监测,优化提出布设方案及布设施工工艺,对桥梁关键截面的应力监测数据与理论数据进行对比分析,结果表明长标距光纤光栅传感器具有实测数据稳定、可靠、精确和准分布等优点,能实现对桥梁应力、温度等多项内容的实时监测,是一种有效的结构监测传感器。 展开更多
关键词 光纤布拉格光栅 标距 监测 应力 连续梁桥
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基于光纤光栅传感器的游乐设施框架结构应变智能监测方法
5
作者 苗春风 柴宏旭 《无线互联科技》 2024年第16期45-47,共3页
游乐设施在运行中易受外界环境干扰,导致其应变力信号波动幅度较小。因此,文章设计一种基于光纤光栅传感器的游乐设施框架结构应变智能监测方法。该方法利用光纤光栅传感器的高灵敏度和稳定性,能够精准采集游乐设施框架结构的应变数据... 游乐设施在运行中易受外界环境干扰,导致其应变力信号波动幅度较小。因此,文章设计一种基于光纤光栅传感器的游乐设施框架结构应变智能监测方法。该方法利用光纤光栅传感器的高灵敏度和稳定性,能够精准采集游乐设施框架结构的应变数据。在设置监测约束条件时,文章充分考虑应变监测的目标函数,通过提取应变幅值、应变速率等关键特征,实时掌握结构在受力作用下的变形情况。一旦发现应变数据超过预设的安全阈值,系统会立即发出预警信号,提醒管理人员迅速采取措施。实验结果表明,在200~300 mm和400~500 mm的关键测试点位,该智能监测方法监测到的应变力信号波动幅度显著,且与实际信号变化情况高度一致,显示出优异的监测效果和极高的准确性。 展开更多
关键词 光纤光栅传感器 游乐设施 框架结构应变 智能监测
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基于少模光纤长周期光栅的新型传感系统
6
作者 冯士强 黄勇林 杨文新 《光通信技术》 北大核心 2025年第2期44-48,共5页
为解决光纤光栅传感器存在的温度交叉敏感问题,提出了一种基于少模光纤长周期光栅的新型传感系统。该系统利用少模光纤能传输基模和少量高阶模的特性,通过调整光栅周期实现纤芯模与包层模的有效耦合。系统由2个周期不同的长周期光栅通... 为解决光纤光栅传感器存在的温度交叉敏感问题,提出了一种基于少模光纤长周期光栅的新型传感系统。该系统利用少模光纤能传输基模和少量高阶模的特性,通过调整光栅周期实现纤芯模与包层模的有效耦合。系统由2个周期不同的长周期光栅通过耦合器连接而成,并接入宽带光源和光谱仪。利用矩阵法分析不同温度和应变条件下光栅中纤芯模与包层模耦合的灵敏度差异,以实现温度和应变的同时测量。实验结果表明:在0~100℃温度范围内,光栅波长发生红移,耦合后在波谷Peak1、Peak2处的温度灵敏度分别为0.51286、0.76143 nm/℃;在应力为0~500με时,光栅波长发生蓝移,2个波谷处的应变灵敏度分别为-0.13857、-0.08229 nm/με。 展开更多
关键词 交叉敏感 少模光纤周期光栅 温度 应变
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光纤光栅应变传感器校准的环境温度测量系统及其标定方法研究 被引量:8
7
作者 魏晋和 崔建军 +2 位作者 张福民 陈恺 王冬 《计量学报》 CSCD 北大核心 2019年第S01期42-46,共5页
在光纤光栅应变传感器性能测试及关键参数标定校准中,为了准确测量环境温度值,控制环境温场稳定、均匀,提高光纤光栅应变传感器测试准确性,设计了采用标准铂电阻和多路优良热电偶实现空间多点的温场测量方法;通过20℃时温度变化3℃范围... 在光纤光栅应变传感器性能测试及关键参数标定校准中,为了准确测量环境温度值,控制环境温场稳定、均匀,提高光纤光栅应变传感器测试准确性,设计了采用标准铂电阻和多路优良热电偶实现空间多点的温场测量方法;通过20℃时温度变化3℃范围内热电偶标定实验和系统的测量不确定度分析,得到整个系统实际测量不确定度在5 mK以内,满足光纤光栅应变传感器的测试需求. 展开更多
关键词 计量学 光纤光栅应变传感器 温度测量 铂电阻 热电偶 测量不确定度
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一种新颖的长周期光纤光栅应变传感器 被引量:4
8
作者 江柳清 胡义慧 +1 位作者 江超 柯振东 《激光杂志》 北大核心 2017年第7期21-23,共3页
利用高频CO2脉冲激光刻写了两种不同的长周期光纤光栅,研究了涂覆层对刻写的长周期光纤光栅的轴向应变传感特性的影响。发现在0~0.5 mm距离内,带涂覆层的长周期光纤光栅的轴向应变灵敏度比剥去涂覆层时的灵敏度要高,可以达到-1.2921 nm/... 利用高频CO2脉冲激光刻写了两种不同的长周期光纤光栅,研究了涂覆层对刻写的长周期光纤光栅的轴向应变传感特性的影响。发现在0~0.5 mm距离内,带涂覆层的长周期光纤光栅的轴向应变灵敏度比剥去涂覆层时的灵敏度要高,可以达到-1.2921 nm/mε。实验结果表明:带涂覆层的长周期光纤光栅具有更高的应变灵敏度和高的机械强度,它更适合用在轴向应变的传感测量中。 展开更多
关键词 光纤光栅传感器 轴向应变特性 高频CO2脉冲激光 周期光纤光栅
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基于级联长周期光纤光栅的新颖温度传感器 被引量:14
9
作者 陈少华 赵启大 +5 位作者 刘丽辉 张东生 姚颖 郭澎 闫宇 董孝义 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第6期955-959,共5页
设计了一种基于级联长周期光纤光栅(Long period fiber grating)的新颖温度传感器。理论上得 到光栅间光纤的长度随温度增加变化时,级联LPG的干涉峰将线性地向长波方向漂移,其消光比亦将呈现线 性变化。实验上制作出了基于级联LPG的光... 设计了一种基于级联长周期光纤光栅(Long period fiber grating)的新颖温度传感器。理论上得 到光栅间光纤的长度随温度增加变化时,级联LPG的干涉峰将线性地向长波方向漂移,其消光比亦将呈现线 性变化。实验上制作出了基于级联LPG的光纤温度传感器。利用其某一干涉峰的中心波长和消光比测量温度 变化时,测量灵敏度分别为0.0353 nm/℃和0.0684 dB/℃。基于级联长周期光纤光栅的温度传感器具有广 泛的应用前景。 展开更多
关键词 光纤光学 级联 周期光纤光栅 温度传感器
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一种封装的光纤Bragg光栅应变传感器 被引量:10
10
作者 万里冰 张博明 +3 位作者 王殿富 武湛君 赵雪峰 周智 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2002年第5期385-387,共3页
采用不锈钢管对光纤布喇格 (Bragg)光栅进行封装 ,封装后的光纤光栅作为应变传感器 ,灵敏系数为1 .1 9pm / με ,Bragg中心反射波长与应变呈良好的线性关系。传感器能够与被测结构紧密结合 ,保证应变的有效传递 ,便于安装 ,适于实际工... 采用不锈钢管对光纤布喇格 (Bragg)光栅进行封装 ,封装后的光纤光栅作为应变传感器 ,灵敏系数为1 .1 9pm / με ,Bragg中心反射波长与应变呈良好的线性关系。传感器能够与被测结构紧密结合 ,保证应变的有效传递 ,便于安装 ,适于实际工程中的应用。 展开更多
关键词 应变传感器 光纤BRAGG光栅 封装 温度补偿 不锈钢管
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光纤光栅应变传感器的温度补偿 被引量:21
11
作者 赵启林 杨洪 陈浩森 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期310-314,共5页
为建立经过钢套筒封装后的光纤光栅应变传感器的温度补偿方法,从封装传感器的微观结构出发,利用光栅与封装套筒在界面上力学作用机理推导出封装传感器的波长变化与环境温度、应变变化值之间的关系式.给出了应变传感器进行应变测量时的... 为建立经过钢套筒封装后的光纤光栅应变传感器的温度补偿方法,从封装传感器的微观结构出发,利用光栅与封装套筒在界面上力学作用机理推导出封装传感器的波长变化与环境温度、应变变化值之间的关系式.给出了应变传感器进行应变测量时的温度补偿公式与工程实施方案.室内的标准实验证明:对于封装的应变传感器进行应变测量时,采用建立的温度补偿公式与实施方案能够正确剔除温度影响,得到真实的应变值,如果采用传统的裸光栅温度补偿方法在温度变化幅度较大情况下将导致严重的系统测量误差. 展开更多
关键词 光纤光栅传感器 温度补偿 应变
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光纤光栅应变传感器预紧封装及传感特性研究 被引量:12
12
作者 陈昊 闫光 +1 位作者 庄炜 祝连庆 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2016年第9期1128-1132,共5页
介绍了一种具有预紧力的基片式光纤光栅应变传感器封装方法,并根据Ansys建模及实验对其传感性能进行研究。使用宽10 mm,长22 mm,厚1 mm的铝合金7075-T6材质基片对光纤光栅进行预紧封装,所得带预紧封装传感器灵敏系数为1.05 pm/με,线... 介绍了一种具有预紧力的基片式光纤光栅应变传感器封装方法,并根据Ansys建模及实验对其传感性能进行研究。使用宽10 mm,长22 mm,厚1 mm的铝合金7075-T6材质基片对光纤光栅进行预紧封装,所得带预紧封装传感器灵敏系数为1.05 pm/με,线性度达到0.99以上。表明预紧封装基片式光纤光栅应变传感器具有良好的线性度和应变测试灵敏度,对光纤光栅传感器封装工艺有指导作用。 展开更多
关键词 光纤光栅 预紧封装 应变 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
13
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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光纤光栅应变传感器在仿真混凝土拱坝模型试验中应用 被引量:6
14
作者 李宏男 嵇雪蘅 +2 位作者 任亮 陈健云 朱彤 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期103-108,共6页
采用了一种基于两端夹持不锈钢管封装技术的光纤光栅应变传感器,利用万能试验机对该传感器进行了应变性能标定试验,研究了不同基体材料上传感器的应变灵敏特性.测试结果与理论结果吻合较好.将埋入式光纤光栅应变传感器应用到仿真混凝土... 采用了一种基于两端夹持不锈钢管封装技术的光纤光栅应变传感器,利用万能试验机对该传感器进行了应变性能标定试验,研究了不同基体材料上传感器的应变灵敏特性.测试结果与理论结果吻合较好.将埋入式光纤光栅应变传感器应用到仿真混凝土拱坝的抗震安全性分析试验中.试验结果表明,基于两端夹持封装技术的光纤光栅传感器具有良好的灵敏度、低噪以及测量长期稳定性好等优点,可以很好地监测拱坝模型在动荷载作用下的弹性应变和启裂应变变化趋势,是动载环境下工作的结构长期安全监测的理想器件. 展开更多
关键词 光纤光栅 应变传感器 模型试验
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光纤布拉格光栅应变传感器的灵敏性及疲劳可靠性研究 被引量:15
15
作者 黄国君 殷昀虢 +1 位作者 戴锋 阚常珍 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2003年第6期45-47,共3页
分别采用金属和聚合物材料研究了封装材料对布拉格光纤光栅 (FBG)传感器灵敏性的影响 ,并通过加速疲劳实验对传感器安装工艺的疲劳可靠性进行了研究。结果表明 :焊接安装的金属封装FBG应变传感器具有良好的灵敏性及其长期稳定性 ,是海... 分别采用金属和聚合物材料研究了封装材料对布拉格光纤光栅 (FBG)传感器灵敏性的影响 ,并通过加速疲劳实验对传感器安装工艺的疲劳可靠性进行了研究。结果表明 :焊接安装的金属封装FBG应变传感器具有良好的灵敏性及其长期稳定性 ,是海洋结构、桥梁等动载环境下工作的结构长期安全监测的理想器件。 展开更多
关键词 光纤布拉格光栅 应变传感器 灵敏性 疲劳可靠性 安全监测 FBG 安装工艺
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埋入式封装的光纤光栅传感器应变传递分析 被引量:78
16
作者 李东升 李宏男 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第4期435-441,共7页
推导了布拉格光纤光栅传感器所测应变与实际结构应变的关系,得出了平均应变传递率并与实际试验结果进行比较.根据应变传递率确定了光纤的临界粘接长度,并推导了多层粘接时的应变传递情况,讨论了影响应变传递率的因素.结果表明,光纤光栅... 推导了布拉格光纤光栅传感器所测应变与实际结构应变的关系,得出了平均应变传递率并与实际试验结果进行比较.根据应变传递率确定了光纤的临界粘接长度,并推导了多层粘接时的应变传递情况,讨论了影响应变传递率的因素.结果表明,光纤光栅的粘贴长度必须大于临界粘贴长度,且光纤光栅传感器所测应变需要加以修正才能得到实际结构应变. 展开更多
关键词 固体力学 应变传递 光纤光栅传感器 临界粘贴
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光纤布喇格光栅应变传感器 被引量:10
17
作者 江毅 李建蜀 +1 位作者 陈伟民 黄尚廉 《压电与声光》 CSCD 北大核心 1995年第2期9-13,共5页
介绍了基于芯内布喇格光栅的光纤应变传感器,讨论了有关的技术及其特点。
关键词 光纤 布喇格光栅 应变传感器
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用于钢筋混凝土梁的光纤光栅应变传感器(英文) 被引量:6
18
作者 李川 李欣 +3 位作者 张大煦 吴晟 李英娜 李俊 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2004年第8期34-36,共3页
在变形测定器中,光纤Bragg光栅被粘贴于内管的两端,这两端的距离确定了传感器的量规长度.为了测量拉应变和压应变, 该光纤光栅必须保持处于与可能的最大压应变相等的永久性拉应变.将光纤Bragg光栅贴于H154梁的混凝土表面和H158梁的钢筋... 在变形测定器中,光纤Bragg光栅被粘贴于内管的两端,这两端的距离确定了传感器的量规长度.为了测量拉应变和压应变, 该光纤光栅必须保持处于与可能的最大压应变相等的永久性拉应变.将光纤Bragg光栅贴于H154梁的混凝土表面和H158梁的钢筋表面,以分别检测拉应变和压应变.当钢筋混凝土梁受到千斤顶的加载时,它的应变可由光纤Bragg光栅的反射Bragg波长的偏移量获得.实验表明,作为一种绝对检测器件,光纤Bragg光栅为钢筋混凝土梁提供了有效监测,其中,拉应变~1000με,而压应变~1500με. 展开更多
关键词 应变传感器 光纤光栅 变形测量 布喇格波
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表面式光纤光栅传感器应变传递研究 被引量:13
19
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 衬底厚度
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光纤光栅传感器应变和温度交叉敏感问题分析 被引量:14
20
作者 王目光 李唐军 +2 位作者 卓锋 赵玉成 简水生 《光通信研究》 北大核心 2001年第6期50-53,共4页
解决应变、温度的交叉敏感 ,实现应变、温度同时测量一直是光纤光栅传感器研究的关键问题 .文章从其产生机理出发 ,分析讨论了国内外解决此问题的最新进展 ,并提出了一种新颖的应变、温度光纤光栅传感器 .
关键词 光纤光栅 应变 温度 传感器
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