基于光栅阵列振动传感的道面车辆监测研究 被引量：1

1

作者 宋珂 刘佳欣 +1 位作者 胡文宇 周爱 《应用科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期673-683,共11页

针对道面全时域监测手段的不足,提出了一种基于光栅阵列振动传感的道面车辆监测方法。该方法基于光栅阵列技术,通过将光栅阵列传感光缆布设道面底层,利用光栅阵列解调设备实现车辆振动行驶信息的获取。通过对车辆的行驶振动数据进行理... 针对道面全时域监测手段的不足,提出了一种基于光栅阵列振动传感的道面车辆监测方法。该方法基于光栅阵列技术,通过将光栅阵列传感光缆布设道面底层,利用光栅阵列解调设备实现车辆振动行驶信息的获取。通过对车辆的行驶振动数据进行理论分析和实验研究,在有效滤波的前提下,可准确获取车辆行驶的轨迹,并进一步测得车辆行驶的速度、位置等信息。此外,通过设计基于图像的车辆跟踪识别算法,极大地消除了恶劣环境的影响,可实现监测路段全时全域的跟踪监测,为公路的智能化探索了一条新的道路。 展开更多

关键词 振动传感 车辆跟踪 光栅阵列 道面

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滑动式光纤布拉格光栅位移传感器 被引量：33

2

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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具有温度补偿的膜片型光纤光栅温度压力传感器 被引量：13

3

作者 蔡安 印新达 +1 位作者 常晓东 江山 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2013年第4期98-100,共3页

阐述了具有温度补偿结构的膜片型光纤光栅温度压力传感器。传感器以弹性膜片为感压元件,在压力作用下产生轴向位移来压缩压力敏感光栅以实现压力传感;通过结构温度补偿消除压力敏感光栅的温度漂移,同时串入感温光栅进行实时修正并实现... 阐述了具有温度补偿结构的膜片型光纤光栅温度压力传感器。传感器以弹性膜片为感压元件,在压力作用下产生轴向位移来压缩压力敏感光栅以实现压力传感;通过结构温度补偿消除压力敏感光栅的温度漂移,同时串入感温光栅进行实时修正并实现温度测量。对传感器的压力和温度特性进行了测量。试验结果表明:压力灵敏度为528 pm/MPa,温度灵敏度为8 pm/℃。 展开更多

关键词 光纤光栅 压力传感器 弹性膜片 温度补偿

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光纤智能材料在振动传感器中的应用 被引量：1

4

作者 胡军 徐镭 宁强 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2012年第6期1026-1030,1041,共5页

针对传统振动传感器不适应大规模组网监测及振动信号的无中继远距离传输的问题,设计研制了一种新型的基于光信号并适宜信号远传的匹配滤波光纤光栅振动传感器。该传感器结构简单,匹配滤波环节少,生产简便。实验室性能测试结果表明,传感... 针对传统振动传感器不适应大规模组网监测及振动信号的无中继远距离传输的问题,设计研制了一种新型的基于光信号并适宜信号远传的匹配滤波光纤光栅振动传感器。该传感器结构简单,匹配滤波环节少,生产简便。实验室性能测试结果表明,传感器响应频率与测试频率一致,信噪比高,满足桥梁低频响应的检测要求。实桥监测结果验证了其信号远距离传输的可靠性及对结构低阶频率的良好识别效果。 展开更多

关键词 光纤光栅 智能材料 匹配滤波 振动传感器 动力特性

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基于边缘滤波法的光纤光栅振动传感器解调技术 被引量：9

5

作者 罗进 江山 熊岩 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期469-472,共4页

为了满足各种场合中对振动信号监测的需求,基于长周期光栅的边缘滤波原理,设计了一种结构简单、低成本的光纤布喇格光栅振动传感器解调系统。系统在硬件部分采用双光路结构及低噪声光电转换电路,解调及显示软件基于LabVIEW平台开发。通... 为了满足各种场合中对振动信号监测的需求,基于长周期光栅的边缘滤波原理,设计了一种结构简单、低成本的光纤布喇格光栅振动传感器解调系统。系统在硬件部分采用双光路结构及低噪声光电转换电路,解调及显示软件基于LabVIEW平台开发。通过在可调谐振动台上试验,证明了系统能实现对振动传感器可用范围(0Hz～300Hz)内振动信号频率的解调,误差在3%以内。结果表明,振动加速度与模拟信号伏值成线性关系,拟合得到本系统的比例因子为0.94,拟合程度为0.9752,可对加速度在0～4.7g范围内的振动信号进行振动加速度解调。 展开更多

关键词 传感器技术 光纤布喇格光栅 长周期光栅 边缘滤波 振动加速度 频率解调

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基于Mach-Zehnder干涉的全光纤防区型周界系统 被引量：8

6

作者 张睿 江山 +3 位作者 闫奇众 印新达 刘军荣 熊岩 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期334-337,共4页

为了对各种防区进行实时监测,准确分辨出入侵行为,提出了一种基于非平衡马赫-曾德尔结构干涉原理的全光纤防区型周界报警系统。对这种干涉结构进行了理论分析和实验验证,并在LabVIEW平台上开发了基于此传感结构的防区报警软件,在运行10d... 为了对各种防区进行实时监测,准确分辨出入侵行为,提出了一种基于非平衡马赫-曾德尔结构干涉原理的全光纤防区型周界报警系统。对这种干涉结构进行了理论分析和实验验证,并在LabVIEW平台上开发了基于此传感结构的防区报警软件,在运行10d内,此系统准确报警率达95.1%。结果表明,此系统对突发事件有较好的模式识别能力,该结构在防区报警系统方面具有较好的效果。 展开更多

关键词 传感器技术 报警系统 LABVIEW 全光纤防区

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基于EDFA的分布式光纤喇曼温度解调技术 被引量：1

7

作者 薛野 江山 +2 位作者 印新达 宋珂 董雷 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2012年第4期544-547,共4页

为了消除掺铒光纤放大器的放大自发辐射噪声对分布式光纤温度传感器测温精度的影响,采用精确的修正公式进行温度解调是一种有效手段。通过分析掺铒光纤放大器的放大自发辐射噪声对系统产生的影响,并将计算的中间结果代入理论公式获得了... 为了消除掺铒光纤放大器的放大自发辐射噪声对分布式光纤温度传感器测温精度的影响,采用精确的修正公式进行温度解调是一种有效手段。通过分析掺铒光纤放大器的放大自发辐射噪声对系统产生的影响,并将计算的中间结果代入理论公式获得了修正后的温度解调公式。实验中分别采用理论公式和修正公式对温度进行分布式测量并获得了实验数据。结果表明,修正后的温度解调公式有效补偿了掺铒光纤放大器噪声引起的误差,并显著提高了系统的信噪比和测温精度;修正公式可将系统的整体测温精度提高到1℃～2℃;此外,实验中观察到多模光纤中喇曼背向自发散射同样会出现放大现象,这与单模光纤中的情形类似,且放大喇曼自发散射依然具有理想的温度效应。 展开更多

关键词 传感器技术 温度解调公式 放大喇曼自发散射 放大自发辐射噪声

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基于3×3耦合器Fox-Smith型光纤周界系统的定位技术 被引量：3

8

作者 任广 江山 +2 位作者 闫奇众 印新达 熊岩 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2014年第4期480-483,共4页

为了对长距离周界入侵进行定位,提出一种使用3×3耦合器作为基本元件的Fox-Smith干涉仪光纤入侵探测系统。对此结构及其定位方法进行了理论分析和实验验证。当有冲击作用在传感光纤上时,光纤中的光波受到相位调制,利用两束光波受到... 为了对长距离周界入侵进行定位,提出一种使用3×3耦合器作为基本元件的Fox-Smith干涉仪光纤入侵探测系统。对此结构及其定位方法进行了理论分析和实验验证。当有冲击作用在传感光纤上时,光纤中的光波受到相位调制,利用两束光波受到调制的时间不同从而产生相位差;通过对解调出的相位信号进行傅里叶变换,获取了一系列的陷波点。结果表明,在长度为34.793km传感光纤上,获得平均定位误差为±83m,可见该种结构在长距离周界系统定位是可行的。这一结果在长距离周界入侵定位上具有一定的帮助。 展开更多

关键词 传感器技术 光纤 Fox-Smith干涉仪 入侵探测 定位

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基于光纤光栅传感系统的入侵信号识别 被引量：6

9

作者 李惠芳 印新达 +2 位作者 刘简 张翠 陈园 《光通信技术》 CSCD 北大核心 2012年第2期12-14,共3页

介绍了一种基于光纤光栅传感器的周界检测系统中的信号处理方法,即时频数据分析法。在时域信号分析的基础上,通过将时域信号进行频域转换来进行入侵信号的模式识别及分析,并利用MATLAB仿真计算结果加以验证。试验结果表明该方法可以提... 介绍了一种基于光纤光栅传感器的周界检测系统中的信号处理方法,即时频数据分析法。在时域信号分析的基础上,通过将时域信号进行频域转换来进行入侵信号的模式识别及分析,并利用MATLAB仿真计算结果加以验证。试验结果表明该方法可以提升系统识别不同的入侵行为的能力,解决了纯时域分析下难实现的模式识别问题。 展开更多

关键词 光纤光栅振动传感器 周界安防 模式识别

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光纤布拉格光栅电气测温系统的研究和设计 被引量：1

10

作者 李梦齐 江山 +2 位作者 印新达 钱磊 于本化 《光通信研究》 北大核心 2013年第2期52-54,共3页

为了避免电力系统中设备或者线缆发热引起火灾事故,实现对电气设备的在线温度监测已成为电力系统安全与稳定的重要保障。文章设计并实现了一种高速率、高精度和低成本的适合工程应用的分布式光纤光栅电气测温系统,对陶瓷封装的光纤光栅... 为了避免电力系统中设备或者线缆发热引起火灾事故,实现对电气设备的在线温度监测已成为电力系统安全与稳定的重要保障。文章设计并实现了一种高速率、高精度和低成本的适合工程应用的分布式光纤光栅电气测温系统,对陶瓷封装的光纤光栅传感器的温度响应特性进行了实验验证,结果表明,光纤光栅传感器的反射波长与温度具有良好的线性关系。通过对电力高压开关柜的长期温度监测,证明了该系统具有良好的稳定性和较高的测温精度,适用于电力系统测温领域。 展开更多

关键词 温度监测 光纤布拉格光栅 电气测温系统 高压开关柜

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聚类分析在分布式光纤振动传感系统中的应用 被引量：5

11

作者 唐文靖 印新达 +3 位作者 闫奇众 熊岩 刘军荣 董雷 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第6期854-857,共4页

为了解决分布式光纤振动传感系统中多点同时扰动情况下扰动点定位和扰动时间难以判断的问题,采用信号处理方法,应用聚类分析技术,对系统生成的热点图先做阈值处理,提取目标对象,依聚类分析的结果,对扰动点进行定位和扰动时间加以确认。... 为了解决分布式光纤振动传感系统中多点同时扰动情况下扰动点定位和扰动时间难以判断的问题,采用信号处理方法,应用聚类分析技术,对系统生成的热点图先做阈值处理,提取目标对象,依聚类分析的结果,对扰动点进行定位和扰动时间加以确认。结果表明,该方法在排除噪声干扰的同时,较为准确、合理地对扰动行为的位置和扰动持续时间做出了判断。这属于事件等级划分的一个步骤,该研究为最终系统报警策略的规划提供了依据。 展开更多

关键词 光纤光学 聚类分析 分布式传感器 小波滤噪

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应用于吸收型甲烷传感器的1650nm DFB激光器的研制 被引量：3

12

作者 周宁 李林松 +5 位作者 曹明德 黄晓东 王定理 于斌 郑光辉 董雷 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2011年第3期289-292,共4页

光学吸收法是一种工程上有效可行的检测痕量甲烷气体的方法,具有广泛地应用于构建煤矿坑道等场合的安全防护和报警系统的潜力。为实现针对甲烷气体1653nm吸收峰特性的单色光源,采用金属有机化合物化学气相沉积外延和纳米压印等技术手段... 光学吸收法是一种工程上有效可行的检测痕量甲烷气体的方法,具有广泛地应用于构建煤矿坑道等场合的安全防护和报警系统的潜力。为实现针对甲烷气体1653nm吸收峰特性的单色光源,采用金属有机化合物化学气相沉积外延和纳米压印等技术手段,从多量子阱外延材料设计和金属有机化合物化学气相沉生长到器件封装,研制了1653nm分布反馈激光器。器件性能达到了52dB边模抑制比、14.9%的外微分斜率效率、不大于12mA的阈值电流、匹配甲烷1653nm吸收带的0.116nm@20dB光谱线宽和稳定的光学与电学特性。基于该激光器,对体积分数为0.005～0.05的甲烷气体测试误差率不大于1.3%。结果表明,该器件能够应用于基于谐波法的痕量甲烷探测工程系统,且适应于批量制造。 展开更多

关键词 激光器 分布反馈激光器 纳米压印 甲烷痕量探测 谐波检测技术

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大数据视域下体育场馆动态火灾风险指标研究 被引量：10

13

作者 卢颖 赵志攀 +2 位作者 姜学鹏 吴锦东 范小鹏 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期155-162,共8页

为解决体育场馆火灾风险评估多采用静态指标而导致动态指标不明确,且动态评估所需物联网监测数据具有多样性和复杂性的问题,分析消防主机、消防水箱液位等48种物联网监测数据特征,构建消防主机故障点位占比、实际与标准液位差等可量化... 为解决体育场馆火灾风险评估多采用静态指标而导致动态指标不明确,且动态评估所需物联网监测数据具有多样性和复杂性的问题,分析消防主机、消防水箱液位等48种物联网监测数据特征,构建消防主机故障点位占比、实际与标准液位差等可量化的动态指标体系;建立27个体育场馆监测数据的指标数据集,运用随机森林算法筛选和优化48个指标,研究动态火灾风险评估指标的构建与优化。结果表明:在删除重要度最低的9维特征时,均方误差达到最低0.05,获得最优的体育场馆动态火灾风险评估指标体系。 展开更多

关键词 大数据 体育场馆 动态火灾风险 火灾风险评估 随机森林算法

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