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Fiber optic strain twin-sensor-array for smart structural health monitoring 被引量:1
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作者 赵士刚 苑立波 《智能系统学报》 2008年第2期177-180,共4页
A multiplexed white light interferometric fiber optic twin-sensor-array was designed to monitor the structural health of large buildings.In this sensing system,based on a Michelson interferometer,an optical path match... A multiplexed white light interferometric fiber optic twin-sensor-array was designed to monitor the structural health of large buildings.In this sensing system,based on a Michelson interferometer,an optical path matching technique is used to demodulate each twin-sensor.Each twin-sensor-array consists of a 2×N sensing element linked by a 3 dB coupler.When one of the twin-sensor is used to measure strain,variations caused by temperature can be compensated for by referencing the other twin-sensor.The multiplexing capacity of the sensing scheme has been analyzed and experimental results with a 2×3 twin-sensor-array are given. 展开更多
关键词 光纤敏感器 双敏感器数组 干涉仪 多路驱动
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基于物联网和弱反射光栅阵列的地质灾害监测系统设计与应用 被引量:1
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作者 张晓飞 吕中虎 +1 位作者 孟庆佳 王晨辉 《现代电子技术》 北大核心 2025年第1期144-150,共7页
我国是世界上地质灾害类型最多、地质灾害最严重的国家之一,而雨量监测和形变监测在地质灾害监测中发挥着越来越重要的作用,因此确保地质灾害监测系统的长期运行以及在降雨期间的稳定运行尤为重要。文中基于STM32微控制器、LORA模块、4... 我国是世界上地质灾害类型最多、地质灾害最严重的国家之一,而雨量监测和形变监测在地质灾害监测中发挥着越来越重要的作用,因此确保地质灾害监测系统的长期运行以及在降雨期间的稳定运行尤为重要。文中基于STM32微控制器、LORA模块、4G模块设计了一款物联网数据采集控制板,并结合压电式雨量传感器、拉绳位移传感器研制了雨量智能监测仪、裂缝位移智能监测仪;结合物联网数据采集控制板和弱反射光栅阵列传感技术构建了基于物联网的弱反射光栅地质灾害监测系统,实现了对地质灾害体的定时监测和降雨期间的自动监测;最后将雨量智能监测仪、裂缝位移智能监测仪和弱反射光栅地质灾害监测系统应用于桐梓县大河镇新场火车站新场滑坡、崩塌的监测实验中。监测数据表明,弱反射光栅监测系统测得传感光缆41#弱反射光栅传感段的位移变化达5 mm,在其附近的位移监测仪也测到有位移变化,可有效实现对地质灾害的定时监测和降雨期间的自动监测。 展开更多
关键词 弱反射光栅 地质灾害 物联网 雨量监测 位移监测 光纤传感 光栅传感器 滑坡监测
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基于FBG传感器的带式输送机故障监测研究
3
作者 方新秋 吴洋 +5 位作者 宋扬 陈宁宁 丰宇龙 冯豪天 贺德幸 乔富康 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第1期326-340,共15页
带式输送机的故障监测有助于预防安全事故、提高生产效率以及实现设备智能化运行。从带式输送机常见故障分析、综合保护系统组成、光纤型传感器阵列设计与分析、核心敏感元件设计与选材等方面,对基于FBG传感器的带式输送机故障监测进行... 带式输送机的故障监测有助于预防安全事故、提高生产效率以及实现设备智能化运行。从带式输送机常见故障分析、综合保护系统组成、光纤型传感器阵列设计与分析、核心敏感元件设计与选材等方面,对基于FBG传感器的带式输送机故障监测进行了深入研究。首先针对传统监测手段无法定量感知、实时性不足、数据融合能力薄弱等问题,提出了一种基于光纤光栅(FBG)的带式输送机综合保护系统,明确了光纤型传感器阵列的设计是系统搭建的重要前提。其次,在分析带式输送机常见故障形成原因和表现形式的基础上,以FBG-等强度悬臂梁为核心敏感元件设计了一系列故障监测传感器,组成了带式输送机综合保护系统的光纤型传感器阵列,实现了故障的实时定量监测。接着,通过理论分析和Ansys有限元仿真,对FBG-等强度悬臂梁的尺寸结构设计和材料选择进行了深入研究,在传感模型中分析了灵敏度和精度的影响因素,并据此确定了敏感元件的结构尺寸,优选了尼龙6作为制作材料。最后,通过试验对FBG-等强度悬臂梁的结构有效性、灵敏度和稳定性进行了验证。在灵敏度试验中,敏感元件表现出良好的线性响应特性,理论灵敏度S=52.9780Nnm,实际灵敏度S^(*)=38.1157 Nnm;在重复性试验中,平均重复性误差仅为1.002%,表现出良好的重复性和稳定性;温度敏感性试验和温度补偿试验则验证了光纤光栅在温度测量中的线性相关性,从而进一步揭示了温度补偿对提升传感灵敏度的必要性,即便在微小温度变化环境下,补偿机制仍能有效提高灵敏度0.6%。所设计的光纤型传感器阵列解决了现有带式输送机运行故障无法实时定量感知的问题,为实现设备智能化感知与控制提供了坚实的数据基础。研究成果不仅能有效降低带式输送机故障率,提高生产效率,更推动了煤矿行业向自动化、智能化方向的发展。 展开更多
关键词 光纤光栅 等强度悬臂梁 温度补偿 光纤型传感器阵列 带式输送机综合保护
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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 被引量:1
4
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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光纤SPR检测曲率、位移和应变的传感器研究进展
5
作者 石晨 滕平平 +5 位作者 王锐 杨欣宇 温兴月 鲁楠 杨兴华 孟霆 《激光杂志》 北大核心 2025年第7期1-10,共10页
光纤SPR检测物理量传感器是一种基于表面等离子体共振(SPR)的光纤传感器,在传感区未施加特殊温敏材料的情况下,光纤SPR传感器对温度变化的响应较弱,这使得光纤SPR传感器具有独特的优势,能够减少外界温度变化引发的交叉干扰。本文对光纤... 光纤SPR检测物理量传感器是一种基于表面等离子体共振(SPR)的光纤传感器,在传感区未施加特殊温敏材料的情况下,光纤SPR传感器对温度变化的响应较弱,这使得光纤SPR传感器具有独特的优势,能够减少外界温度变化引发的交叉干扰。本文对光纤SPR传感器的基本原理、结构和传感方式进行相关介绍,重点介绍了不同结构光纤SPR探针的制备过程,并介绍起对曲率、位移和应变物理量的传感检测。此外,总结了当前光纤SPR检测物理量传感器面临的挑战和未来的发展方向,进一步就如何提高光纤SPR传感器的性能进行了相关讨论。 展开更多
关键词 光纤SPR 曲率传感 位移传感 应变传感 光纤传感器
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一种基于法布里-珀罗干涉原理的高精度位移传感器
6
作者 陈艺征 唐艳 +3 位作者 蒋西平 鞠登峰 梁云 龙英凯 《传感技术学报》 北大核心 2025年第5期765-769,共5页
提出并论证了一种基于非本征法布里-珀罗干涉原理(EFPI)的光纤位移传感器,具有高达20 mm的量程和±0.1μm的分辨率。该传感器的关键特性是通过斜面结构,将较大的位移变化量转化为较小的干涉腔长变化量,使得当位移变化20 mm时,干涉... 提出并论证了一种基于非本征法布里-珀罗干涉原理(EFPI)的光纤位移传感器,具有高达20 mm的量程和±0.1μm的分辨率。该传感器的关键特性是通过斜面结构,将较大的位移变化量转化为较小的干涉腔长变化量,使得当位移变化20 mm时,干涉腔长的变化量不超过0.6 mm;而且该传感器具有极好的线性度和较小的温度灵敏度。该新型光纤位移传感器具有良好的机械鲁棒性、结构简单、寿命长、成本低和高分辨率等优点,有望在水利、建筑和岩土工程等领域的结构缝测量中得到应用。 展开更多
关键词 位移传感器 法布里-珀罗干涉 光纤 斜面结构
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压杆式光纤光栅位移传感器的研制 被引量:3
7
作者 朱万旭 宋天明 +1 位作者 刘丰荣 徐建丰 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2024年第4期83-87,共5页
基于光纤弹性应变与圆柱螺旋压缩弹簧轴向变形的传递机理,提出了一种压杆式光纤光栅位移传感器。推导出波长漂移与压簧自由端位移的关系式,采取光纤光栅两端夹持的应变传递封装,结合压簧、弹簧管与紧定装置组成弹性转换结构,采用线径0.6... 基于光纤弹性应变与圆柱螺旋压缩弹簧轴向变形的传递机理,提出了一种压杆式光纤光栅位移传感器。推导出波长漂移与压簧自由端位移的关系式,采取光纤光栅两端夹持的应变传递封装,结合压簧、弹簧管与紧定装置组成弹性转换结构,采用线径0.6 mm,中径6 mm,有效圈数14的压簧元件制备了传感器原型,并对其静态性能和温度响应特性进行了标定试验研究。结果表明:在15 mm的量程内,传感器的位移灵敏度为451.36 pm/mm,线性度为0.69%,重复性为1.54%,迟滞性为1.13%;应变、温补光栅的温度灵敏度分别为10.15,19.18 pm/℃,误差分别为1.39%,1.50%,具有良好的温度补偿效果。 展开更多
关键词 光纤光栅 位移传感器 压簧 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
8
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 长周期光纤光栅 位移传感器 折射率调制 气球形传感器
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具有自标定功能的光纤光栅位移传感器
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作者 倪岳 辛璟焘 +2 位作者 宋言明 吕峥 祝连庆 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期148-153,共6页
为了解决光纤光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)位移传感器易受温度、振动等外界因素影响而导致测量重复性差的问题,本文利用磁铁非接触的力传递特性,以光纤光栅为核心元件,工字型梁、永磁体等为辅助元件研究了一种无接触的FBG位移自校准... 为了解决光纤光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)位移传感器易受温度、振动等外界因素影响而导致测量重复性差的问题,本文利用磁铁非接触的力传递特性,以光纤光栅为核心元件,工字型梁、永磁体等为辅助元件研究了一种无接触的FBG位移自校准装置。利用移动端磁铁与位置标定端磁铁位置重合时,工字型梁所受磁力最大,进行位置信息的自校准,进而提高FBG位移传感器的测量重复性和测量精度。通过将自校准装置安装在卷尺结构的位移传感器上,对其传感特性展开实验研究,结果表明:在0~360 mm的测量范围内,校准前平均均方根误差为5.838 mm,校准后平均均方根误差为0.953 mm。本文采用自校准装置在很大程度上提高了FBG位移传感器的测量重复性,为位移传感器的环境适应性优化提供了一种新方法。 展开更多
关键词 光纤布拉格光栅 光纤传感 位移传感器 自校准
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温度不敏感的光纤双腔盐度传感器
10
作者 李依潼 杨玉强 +2 位作者 牟小光 王骥 高佳乐 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期1283-1292,共10页
针对光纤微腔盐度传感器的温度交叉敏感问题,设计了一种基于陶瓷插芯和氧化锆套筒相结合的开放式盐水腔,利用氧化锆的正热膨胀系数抵消盐水的负热光系数,补偿温度对盐度测量的影响。为进一步提高盐度检测灵敏度,将开放盐水腔和封闭空气... 针对光纤微腔盐度传感器的温度交叉敏感问题,设计了一种基于陶瓷插芯和氧化锆套筒相结合的开放式盐水腔,利用氧化锆的正热膨胀系数抵消盐水的负热光系数,补偿温度对盐度测量的影响。为进一步提高盐度检测灵敏度,将开放盐水腔和封闭空气腔并联,通过精确控制两腔的自由光谱范围,使干涉谱产生游标效应,利用游标现象实现盐度灵敏度放大。实验结果表明:盐水腔的温度灵敏度仅为0.025 nm/℃,远低于盐水热光系数导致的温度灵敏度(-0.35nm/℃);在0~3%的盐度内,并联双腔的盐度灵敏度达到了0.180 8 nm/%,比单个盐水腔的盐度灵敏度提高了10.5倍。该传感器具有易于制造、灵敏度高、性能稳定等优点,理论上可实现温度的完全补偿。 展开更多
关键词 法布里-珀罗干涉仪 光纤传感器 盐度 温度补偿
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基于OTDR的缠绕式光纤应变传感器研制及性能测试
11
作者 陶强胜 李英明 +3 位作者 王想君 范朝涛 郭德茂 段文聪 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期247-259,共13页
为了精确监测高应力软岩巷道岩体变形规律,基于光时域反射技术,研制了一种缠绕式光纤应变传感器,研究了传感器结构中的弹簧直径、节距、有效圈数及压缩位移对光纤光损耗数值与灵敏度的影响,并通过性能测试对传感器结构进行了优化。研究... 为了精确监测高应力软岩巷道岩体变形规律,基于光时域反射技术,研制了一种缠绕式光纤应变传感器,研究了传感器结构中的弹簧直径、节距、有效圈数及压缩位移对光纤光损耗数值与灵敏度的影响,并通过性能测试对传感器结构进行了优化。研究结果表明:传感器内光纤弯曲损耗与其空间螺旋结构的几何尺寸有显著关系,主要影响因素有光纤单位长度弯曲损耗、光纤弯曲半径、缠绕的节距及缠绕圈数,受弹簧线径影响较小。光纤初始损耗随着弯曲半径和节距的增大而减小,随缠绕圈数、压缩位移的增大而增大;初始灵敏度随弯曲半径、压缩位移的增大而减小,随节距的增大出现先增大后减小的趋势。当弹簧线径为1.2 mm、直径14 mm、节距14 mm、有效圈数4圈时,弹簧-光纤结构最大量程可以达到50 mm,将弹簧-光纤结构改进封装成传感段,并与延时段首尾相接能够组成一个完整的传感器,单个传感器的误差较小,测得的“光损耗-压缩位移”关系式具有良好的线性关系,能够实现100 mm的位移监测,且通过进一步改进可以实现更大量程。同时,多个传感器经串联后能够形成准分布式测量系统,可以有效实现巷道深部岩体和周边岩体变形的精确监测。 展开更多
关键词 巷道变形 光纤光学 光时域反射技术 位移传感器 弯曲损耗
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分布式激光甲烷检测系统及温度补偿技术研究 被引量:1
12
作者 张鹏 《矿业安全与环保》 CAS 北大核心 2024年第5期112-118,共7页
瓦斯浓度检测精度不高、传感器后期检修工作量大,是当前煤矿瓦斯灾害防治中存在的重要问题。针对这一问题,设计了一种光纤传输的分布式激光甲烷检测系统,并研究了其配套的温度补偿方案。阐述了采用可调谐激光光谱吸收技术和光复用技术... 瓦斯浓度检测精度不高、传感器后期检修工作量大,是当前煤矿瓦斯灾害防治中存在的重要问题。针对这一问题,设计了一种光纤传输的分布式激光甲烷检测系统,并研究了其配套的温度补偿方案。阐述了采用可调谐激光光谱吸收技术和光复用技术进行多通道系统设计的方法,进而分析环境温度变化与甲烷吸收光谱的影响关系,在此基础上提出了一种基于实验测试数据的多变量自适应温度补偿算法,实现了瓦斯浓度在大空间复杂温度场条件下的准确检测。测试结果表明:该系统能够实现64个测点在10 km范围内的准确检测;进行温度补偿后,在0~40.0℃温度变化范围内,甲烷体积分数测量范围为0~100.00%,测量误差小于±2.00%。该系统适用于煤矿通风巷道、采煤工作面等危险场所,具有测量精度高、信息覆盖面广、气室无源、本质安全、成本低等特点,可为煤矿瓦斯突出预警和瓦斯抽采提供准确的基础数据。 展开更多
关键词 甲烷检测 光纤传感 激光光谱 多通道 温度补偿
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反射式光纤角度传感器及其非线性补偿技术 被引量:1
13
作者 侯庆民 李鑫 张靖 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2024年第10期128-131,共4页
为了克服传统电子式角度传感器对电磁干扰的敏感性以及在高压环境下取电困难的问题,设计了一种基于反射式光纤技术的新型角度传感器。该传感器采用“以直代曲”的思想,将旋转角度转换为光纤测距问题,通过测量反射光的光照强度并将其转... 为了克服传统电子式角度传感器对电磁干扰的敏感性以及在高压环境下取电困难的问题,设计了一种基于反射式光纤技术的新型角度传感器。该传感器采用“以直代曲”的思想,将旋转角度转换为光纤测距问题,通过测量反射光的光照强度并将其转换为电压信号,进而将电压信号转换为角度输出,实现旋转角度的测量。通过最小二乘法对传感器数据进行线性拟合,建立了旋转角度与输出电压之间的映射关系。此外,对传感器的非线性误差进行了有效补偿。实验结果表明:经过非线性误差补偿后,该光纤角度传感器的非线性误差显著降低,从28.55%降低至8.58%,且测量误差仅为2.51°,证明了其高精度和可靠性。 展开更多
关键词 光纤角度传感器 最小二乘法 非线性拟合 非线性补偿
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基于UV胶和陶瓷插芯的光纤Fabry-Perot腔气压探针
14
作者 黄会玲 郭小珊 +4 位作者 曹庭水 孙四梅 舒玉坤 张珑 江超 《激光杂志》 北大核心 2024年第12期34-39,共6页
利用紫外胶(UV)和陶瓷插芯制备了一款法布里-珀罗干涉仪(FPI)用于测量气压。首先在陶瓷插芯的端面均匀涂覆一层UV胶,然后将一段端面平整的单模光纤(SMF)插入到陶瓷插芯中,调节SMF与陶瓷插芯端面UV胶薄膜之间距离,制作性能优异的FPI。由... 利用紫外胶(UV)和陶瓷插芯制备了一款法布里-珀罗干涉仪(FPI)用于测量气压。首先在陶瓷插芯的端面均匀涂覆一层UV胶,然后将一段端面平整的单模光纤(SMF)插入到陶瓷插芯中,调节SMF与陶瓷插芯端面UV胶薄膜之间距离,制作性能优异的FPI。由于UV胶具有良好的弹性变形,因此,FPI对气压变化敏感。实验结果显示传感器的气压灵敏度和温度灵敏度分别为-10.712 nm/MPa和-1.449 nm/℃。为了弥补温度变化对传感器气压测量的影响,将一个对温度敏感对气压不敏感的光纤布拉格光栅(FBG)与FPI级联,补偿温度对传感器气压测量的影响。该传感器结构简单、制备方便、灵敏度高、重复性与稳定性好,在工业生产中具有一定的应用前景。 展开更多
关键词 光纤气压传感器 法布里-珀罗干涉仪 光纤布拉格光栅 紫外固化胶 陶瓷插芯 温度补偿
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一种强度补偿反射式光纤位移传感器的研究 被引量:26
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作者 徐涛 吕海宝 +1 位作者 杨华勇 陈晓露 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 2000年第6期109-112,共4页
:提出一种等间距排列的三探头反射式光纤位移传感器 ,该传感器通过双路接收的方法来实现光强补偿。从理论上对该种传感器的补偿机理作了详细的分析 ,得出了位移特性调制函数的表达式 ,给出了仿真曲线。结果表明 ,这种光纤传感器可以有... :提出一种等间距排列的三探头反射式光纤位移传感器 ,该传感器通过双路接收的方法来实现光强补偿。从理论上对该种传感器的补偿机理作了详细的分析 ,得出了位移特性调制函数的表达式 ,给出了仿真曲线。结果表明 ,这种光纤传感器可以有效地消除因光源光强波动。 展开更多
关键词 光纤 传感器 补偿 调制特性 位移测量 反射式强度调制型
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滑动式光纤布拉格光栅位移传感器 被引量:33
16
作者 郭永兴 熊丽 +2 位作者 孔建益 张赞允 秦丽 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期50-58,共9页
为克服现有光纤光栅位移传感器设计中存在的传力介质弹性系数易改变、滑块易产生偏移等对测量精度的不利影响,提出了一种滑动式位移传感器。楔形滑块的滑动面和限制面的采样互相垂直、等强度梁的变截面和一体化、滑动面圆弧化等特殊设计... 为克服现有光纤光栅位移传感器设计中存在的传力介质弹性系数易改变、滑块易产生偏移等对测量精度的不利影响,提出了一种滑动式位移传感器。楔形滑块的滑动面和限制面的采样互相垂直、等强度梁的变截面和一体化、滑动面圆弧化等特殊设计,使传感器具有抗滑动干扰性、梁挠位移测量的高灵敏性、长期往复测量的耐磨性等优点。阐述了传感器测量原理,加工制造了传感器原型,并开展了全面的性能测试。测试结果和误差分析表明:传感器在0~100mm的量程中,灵敏度为20.11pm/mm,精度达到0.099 5%F.S,具备良好的微位移测量能力;重复性误差和迟滞误差分别仅为0.705%和0.403%,且抗蠕变性能良好,可满足机械装备、土木工程等重大设施的结构健康监测对位移、变形测量的精度和长期稳定性要求。 展开更多
关键词 光纤传感器 光纤Bragg光栅(FBG) 位移传感器 悬臂梁 等强度梁
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光纤位移传感器的研制与应用 被引量:10
17
作者 陈玉 王幼民 许德章 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2007年第9期1-3,共3页
讨论了通过控制实现位移的测量和显示,运用单片机作为中央处理器处理数据以及控制系统动作,采用随机型光纤位移传感器和半圆型光纤位移传感器,使用电子线路对光纤位移传感器的信号进行处理和线性补偿,扩大了传感器的测量范围。利用反射... 讨论了通过控制实现位移的测量和显示,运用单片机作为中央处理器处理数据以及控制系统动作,采用随机型光纤位移传感器和半圆型光纤位移传感器,使用电子线路对光纤位移传感器的信号进行处理和线性补偿,扩大了传感器的测量范围。利用反射式光纤位移传感器的工作原理,通过对反射光强信号的检测,提出了一种用于轧辊磨损度在线非接触检测的光电检测法。 展开更多
关键词 光纤 传感器 补偿 线性化 位移测量
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Sagnac型光纤电流互感器变比温度误差分析与补偿 被引量:18
18
作者 李传生 张春熹 +2 位作者 王夏霄 于佳 冯秀娟 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2012年第11期102-106,114,共6页
为提高互感器的测量准确度,基于光路系统的琼斯矩阵模型,推导出了互感器归一化变比的数学表达式,并对其中的温度敏感参数进行了分析,结果表明:圆双折射不产生变比误差,足够大的圆双折射可以抑制线性双折射随温度变化造成的变比误差;相... 为提高互感器的测量准确度,基于光路系统的琼斯矩阵模型,推导出了互感器归一化变比的数学表达式,并对其中的温度敏感参数进行了分析,结果表明:圆双折射不产生变比误差,足够大的圆双折射可以抑制线性双折射随温度变化造成的变比误差;相位延迟和温度系数满足一定条件的1/4波片,可以减小Verdet常数随温度变化造成的变比误差。通过螺旋缠绕传感光纤引入圆双折射来抑制线性双折射的影响,并对互感器的变比按敏感头的温度进行分段线性差值补偿,减小了变比误差。实验结果表明:在-30~70℃范围内,补偿前后互感器的变比误差由0.84%减小到0.22%,验证了补偿方法的适用性和有效性。 展开更多
关键词 光纤电流互感器 变比 双折射 线性插值 误差补偿 误差分析
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基于光栅传感的模型测量系统应用研究 被引量:7
19
作者 陈旭光 张强勇 +2 位作者 段抗 刘德军 张宁 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期1409-1415,共7页
模型试验作为解决复杂工程问题的一种有效手段已越来越受到重视。然而,与目前发展较快的模型试验系统和较为成熟的相似理论相比,测试技术相对滞后的问题依然存在。测量的精度与稳定性不能满足模型试验的需求。基于光纤/光栅传感技术的... 模型试验作为解决复杂工程问题的一种有效手段已越来越受到重视。然而,与目前发展较快的模型试验系统和较为成熟的相似理论相比,测试技术相对滞后的问题依然存在。测量的精度与稳定性不能满足模型试验的需求。基于光纤/光栅传感技术的高精密性、稳定性和机光电一体的特性,结合模型试验的特殊测量要求,通过改进数据接收算法,研制了基于光学传感技术的模型位移/应变测量系统,包括光栅传感模型位移和光纤传感模型应变测试系统。该系统稳定、精度高、抗干扰,并能监测不连续位移。将该系统应用于注采气压变化条件下盐岩地下储气库变形特征地质力学模型试验中,测得了气压变化条件下围岩位移收敛和径向应变蠕变规律,测得在不同稳压阶段和不同注采气速率条件下围岩变形的不同特征。试验数据为合理确定盐岩储气库运营气压和注采气速率提供帮助,对盐岩储气库的安全稳定运营有重要意义。 展开更多
关键词 光学传感 模型测试 光栅位移传感 光纤传感
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基于白光LED的光谱共焦位移传感器 被引量:21
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作者 王津楠 陈凤东 +2 位作者 刘炳国 甘雨 刘国栋 《中国测试》 CAS 北大核心 2017年第1期69-73,共5页
为实现光谱共焦位移传感器的小型化、低功耗和高精度,在设计过程中选择体积小、耗电量小的白光LED作为传感器的光源,并使用光纤耦合器代替复杂的分光棱镜式光学系统结构。色散镜头采用消色差透镜与非球面透镜组合的方式,在使用较少透镜... 为实现光谱共焦位移传感器的小型化、低功耗和高精度,在设计过程中选择体积小、耗电量小的白光LED作为传感器的光源,并使用光纤耦合器代替复杂的分光棱镜式光学系统结构。色散镜头采用消色差透镜与非球面透镜组合的方式,在使用较少透镜数量的情况下达到较好的像差校正能力。同时结合光强归一化等数据处理方法,消除白光LED光源光谱光强分布不均匀等因素对测量精度造成的影响,得到准确、稳定的峰值波长与位置间的对应关系。通过双频激光干涉仪对系统进行标定和测量,实验结果表明使用435~655 nm波段,系统测量范围可以达1.7 mm,平均测量精度1.8μm,满足一定的测量需求。 展开更多
关键词 位移传感器 光谱共焦 色散镜头 光纤耦合器
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