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基于InGaAs光谱成像技术的光纤光栅传感器在大坝渗流监测系统的应用 被引量:10
1
作者 陶珺 穆磊 杜平 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期42-46,共5页
为了实现大坝渗流监测,提出了一种采用光谱成像技术的光纤Bragg光栅传感器和多点传感系统。基于室内实验结果,对监测系统可靠性与监测数据准确度进行和多点传感信号分辨因子分析,结果表明:用于坝体温度场检测的光线光栅传感器波长温度... 为了实现大坝渗流监测,提出了一种采用光谱成像技术的光纤Bragg光栅传感器和多点传感系统。基于室内实验结果,对监测系统可靠性与监测数据准确度进行和多点传感信号分辨因子分析,结果表明:用于坝体温度场检测的光线光栅传感器波长温度响应灵敏度可达0.009 1nm/℃;由光源带宽决定的测试系统可实现多个传感器的复用。实践表明:采用光纤光栅传感系统可进行大坝渗流自动监测,特别是在系统防雷击、抗干扰性方面,与传统仪器相比具有明显优势。 展开更多
关键词 光谱成像 渗流监测 光线光栅传感器 InGaAs阵列
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保偏光纤光栅温度传感性能的实验研究 被引量:5
2
作者 梅加纯 范典 姜德生 《应用光学》 CAS CSCD 2006年第2期137-139,共3页
在经过氢敏化处理的保偏光纤上制作了中心波长在1300 nm窗口的光纤布拉格光栅,并对这种保偏光纤布拉格光栅的温度传感特性进行了实验研究与理论分析。结果表明这种光栅可以用作温度传感器,对温度进行测量。和普通的标准单模光纤布拉格... 在经过氢敏化处理的保偏光纤上制作了中心波长在1300 nm窗口的光纤布拉格光栅,并对这种保偏光纤布拉格光栅的温度传感特性进行了实验研究与理论分析。结果表明这种光栅可以用作温度传感器,对温度进行测量。和普通的标准单模光纤布拉格光栅一样,它对温度的响应具有很好的线性关系。本实验结果还可以作为对保偏光纤光栅传感特性进一步深入研究的参考。 展开更多
关键词 保偏光纤光栅 温度传感器 光纤布拉格光栅 氢敏化处理
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光纤光栅传感技术在隧道火灾监控中的应用 被引量:15
3
作者 张嵩 王剑 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2010年第2期178-180,共3页
分析了国内现有的隧道火灾监控系统现状,介绍了光纤光栅传感技术的原理,阐述了这一新技术在工程应用中的优点,并提出了基于光纤光栅感温探测器的隧道火灾报警监测系统,并结合工程实例介绍了该系统在隧道火灾监控中的应用。
关键词 光纤光栅 隧道 火灾报警
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基于匹配滤波解调的光纤光栅振动传感器研究 被引量:29
4
作者 张东生 郭丹 +1 位作者 罗裴 姜德生 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第2期311-313,共3页
采用双悬臂梁结构,研制了基于匹配滤波解调的光纤光栅振动传感器,可通过悬臂梁对匹配光栅静态工作点进行精确调整.该传感器集振动传感和动态波长解调于一体,并具有温度补偿功能.对传感器的工作原理进行了理论分析,通过与压电式加速度传... 采用双悬臂梁结构,研制了基于匹配滤波解调的光纤光栅振动传感器,可通过悬臂梁对匹配光栅静态工作点进行精确调整.该传感器集振动传感和动态波长解调于一体,并具有温度补偿功能.对传感器的工作原理进行了理论分析,通过与压电式加速度传感器进行的比较实验,得到了一致的实验测量结果. 展开更多
关键词 光纤光栅 振动传感器 匹配滤波 解调
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基于光纤光栅振动传感器的桥梁索力实时监测 被引量:18
5
作者 张东生 李微 +3 位作者 郭丹 胡军 罗裴 姜德生 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第12期2720-2723,共4页
将研制成功的光纤光栅振动传感器以及桥梁索力实时监测系统应用于武汉长江二桥进行索力长期远程实时监测.光纤光栅振动传感器输出的信号可在光纤中进行远程传输,能在任何气候条件下长期稳定工作,适合于桥梁拉索索力的长期远程实时监测;... 将研制成功的光纤光栅振动传感器以及桥梁索力实时监测系统应用于武汉长江二桥进行索力长期远程实时监测.光纤光栅振动传感器输出的信号可在光纤中进行远程传输,能在任何气候条件下长期稳定工作,适合于桥梁拉索索力的长期远程实时监测;开发的桥梁索力实时监测系统软件,具有拉索特征频率自动识别能力,可以实时进行索力计算.通过对武汉长江二桥拉索索力的实时监测,得到了桥梁索力的分布及其运行状况,为桥梁安全评估提供了可靠的依据.该系统可推广应用于其他大型斜拉索桥. 展开更多
关键词 光电子学 索力实时监测 光纤光栅振动传感器 特征频率识别
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两种封装的光纤光栅温度传感器的低温特性 被引量:36
6
作者 郭明金 姜德生 袁宏才 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期326-330,共5页
介绍了光纤光栅(FBG,Fiber Bragg Gratings)温度传感器的两种封装形式。推导了两种FBG温度传感器的温度敏感因素并进行了实验验证。实验研究了两种FBG温度传感器在-70~0℃的中心波长低温变化特性,比较了相同条件下两种FBG温度传感... 介绍了光纤光栅(FBG,Fiber Bragg Gratings)温度传感器的两种封装形式。推导了两种FBG温度传感器的温度敏感因素并进行了实验验证。实验研究了两种FBG温度传感器在-70~0℃的中心波长低温变化特性,比较了相同条件下两种FBG温度传感器的实验结果。结果表明:细不锈钢管封装的FBG温度传感器的中心波长在-60℃时发生了突变,急剧下降;而镀金FBG温度传感器的中心波长在-70~0℃随温度线性变化,重复性较好并且几乎没有迟滞现象。两种传感器在线性变化区间的温度灵敏系数KT分别为28.2pm/℃和21.3pm/℃,分别是裸光纤布拉格光栅的3倍和2.3倍,它们的线性拟合度都超过0.999。 展开更多
关键词 导波与光纤光学 光纤布拉格光栅 相位掩模 封装工艺 低温特性
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一种新型的光纤光栅高频加速度传感器 被引量:26
7
作者 张东生 姚开方 +1 位作者 罗裴 姜德生 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第7期1400-1403,共4页
提出了一种新型的高频响应光纤光栅加速度传感器,并进行了理论分析和实验研究。传感器由钢管、质量块组成弹性系统,将光纤光栅粘贴于钢管内部来感知应变,利用双光纤光栅匹配滤波解调技术,直接输出光强度信号,取得了谐振频率3232Hz、线... 提出了一种新型的高频响应光纤光栅加速度传感器,并进行了理论分析和实验研究。传感器由钢管、质量块组成弹性系统,将光纤光栅粘贴于钢管内部来感知应变,利用双光纤光栅匹配滤波解调技术,直接输出光强度信号,取得了谐振频率3232Hz、线性测量范围0.1~4g、线性灵敏度669mV/g的较好结果。 展开更多
关键词 光电子学 光纤光栅 加速度传感器
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基于膜片的光纤布拉格光栅压力传感器的研究 被引量:7
8
作者 郭明金 姜德生 袁宏才 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第2期258-262,共5页
理论分析了光纤布拉格光栅的压力传感特性,给出了光纤布拉格光栅的中心波长与压力的关系以及压力灵敏度系数的表达式,并将光纤布拉格光栅纵向粘贴在白行设计型号为ZXYC01的平面膜片上进行了压力实验。实验结果表明光纤布拉格光栅压力灵... 理论分析了光纤布拉格光栅的压力传感特性,给出了光纤布拉格光栅的中心波长与压力的关系以及压力灵敏度系数的表达式,并将光纤布拉格光栅纵向粘贴在白行设计型号为ZXYC01的平面膜片上进行了压力实验。实验结果表明光纤布拉格光栅压力灵敏度系数46 pm/MPa左右,其测量精度为0.5%F.S,而理论的压力灵敏度系数为51 pm/MPa左右,实验值和理论值基本相符,它们分别是裸光纤布拉格光栅压力灵敏度系数的23和26倍。同时发现光纤布拉格光栅的中心波长与压力变化有着良好的线性关系和很高的相关系数并且迟滞现象较小。 展开更多
关键词 纤维与波导光学 光纤布拉格光栅 压力传感器 膜片 压力灵敏度系数
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一种光纤光栅振动传感器的金属化封装方法 被引量:9
9
作者 南秋明 吴皓莹 李盛 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期17-20,129-130,共4页
文中研究了一种光纤光栅振动传感器的金属化封装工艺,包括光纤光栅的表面金属化工艺和激光焊接封装工艺.首先通过磁控溅射法对光栅及端头光纤进行预镀银,然后用电镀法镀镍,再通过激光焊接将镀镍的光纤光栅封装到传感器结构上.通过对传... 文中研究了一种光纤光栅振动传感器的金属化封装工艺,包括光纤光栅的表面金属化工艺和激光焊接封装工艺.首先通过磁控溅射法对光栅及端头光纤进行预镀银,然后用电镀法镀镍,再通过激光焊接将镀镍的光纤光栅封装到传感器结构上.通过对传感器性能的测试,检验了金属化封装的效果.与采用环氧胶封装的传感器的性能进行了比较,结果表明,金属化封装的光纤光栅振动传感器谐振频率为1 495 Hz,增加约50%;加速度灵敏度下降15%,约为60 m V/ms^(-2),线性测量范围增加约20%,达12 m/s^2;重复性误差小于4.7%;双光栅的匹配状态不随环境温度变化而变化.结果表明,采用的光纤光栅金属化封装方法可行,且有利于提高光纤光栅传感器的传感性能和长期稳定性. 展开更多
关键词 光纤光栅振动传感器 金属化封装 磁控溅射 激光焊接
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基于光纤光栅传感的模压腔内压强分布式测量 被引量:3
10
作者 张东生 郭丹 +3 位作者 胡春池 许儒泉 闻琛阳 何伟 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期847-850,共4页
针对模压腔内压强分布式测量的需要,研制了等强度梁结构的光纤光栅压强传感器.该传感器的波长改变量与压强之间的线性度达到0.999 92.将六个研制的微型光纤光栅压强传感器镶嵌于模具内部,通过圆柱形刚性金属杆传递压力,实现了模压腔内... 针对模压腔内压强分布式测量的需要,研制了等强度梁结构的光纤光栅压强传感器.该传感器的波长改变量与压强之间的线性度达到0.999 92.将六个研制的微型光纤光栅压强传感器镶嵌于模具内部,通过圆柱形刚性金属杆传递压力,实现了模压腔内部多点压强分布式测量,取得了很好的实验结果.实验研究了粉末状材料挤压成型过程中模压腔内压强的分布以及变化规律. 展开更多
关键词 光电子学 光纤BRAGG光栅 模压成型 压强 分布测量
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用F-P滤波器实现多通道分布式光纤光栅传感系统并行解调 被引量:7
11
作者 王立新 柏俊杰 《光通信技术》 CSCD 北大核心 2005年第12期28-29,共2页
利用可调光纤F-P滤波器设计了两种多通道分布式光纤光栅传感系统的解调方案,其中四通道分布式并行解调方案可高精度并行解调上百个外界被测信号,该方案已被武汉理工大学广泛应用于大型多点监测工程中。
关键词 光纤光栅 可调光纤F-P滤波器 多通道分布式 并行解调
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基于进口膜片的光纤光栅压力传感器的研究 被引量:2
12
作者 郭明金 姜德生 袁宏才 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2006年第4期390-392,共3页
分析了光纤布喇格光栅(FBG)的压力传感特性,给出了FBG的中心波长与压力的关系以及压力灵敏度系数的表达式,并将FBG纵向粘贴在富士公司生产型号为FBC 20WB2的膜片上进行了压力实验。实验结果表明粘贴在FBC 20WB2型膜片上的FBG压力传感器... 分析了光纤布喇格光栅(FBG)的压力传感特性,给出了FBG的中心波长与压力的关系以及压力灵敏度系数的表达式,并将FBG纵向粘贴在富士公司生产型号为FBC 20WB2的膜片上进行了压力实验。实验结果表明粘贴在FBC 20WB2型膜片上的FBG压力传感器的灵敏度系数为0.376 nm/MPa左右,其测量精度在满量程范围内为1%,而理论的压力灵敏度系数为0.385 nm/MPa。同时发现粘贴在该膜片上的FBG压力传感器的中心波长与压力变化有着良好的线性关系和很高的相关系数并且迟滞现象较小,说明基于该膜片的FBG压力传感器非常适合于压力测量。 展开更多
关键词 光纤布喇格光栅(FBG) 压力传感器 膜片 压力灵敏度系数
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啁啾光纤光栅的传感性能及测量方法研究 被引量:2
13
作者 南秋明 宋蕾 李盛 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期12093-12096,共4页
介绍了啁啾光纤光栅的物理结构和传感原理,引入参考光栅,采用调制光强的方法实现了啁啾光纤光栅的传感信号解调,测试了它的应变和温度传感性能,测试数据显示其应变和温度传感曲线的线性度分别为0.9991和0.9989,表明啁啾光纤光栅具有较... 介绍了啁啾光纤光栅的物理结构和传感原理,引入参考光栅,采用调制光强的方法实现了啁啾光纤光栅的传感信号解调,测试了它的应变和温度传感性能,测试数据显示其应变和温度传感曲线的线性度分别为0.9991和0.9989,表明啁啾光纤光栅具有较好的线性传感特性。为了解决长期检测时测量结果受光源衰减影响的问题,提出了一种新型的基于光强比值的解调处理算法并进行了实验验证,结果表明,该方法不仅极大地提高了啁啾光纤光栅用于长期检测的测量精度,还具有温度自补偿功能,提高了抗干扰能力,满足长期测试需求。 展开更多
关键词 啁啾光纤光栅 光强解调 光源衰减 比值处理算法
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差分吸收式光纤气体传感器的研究 被引量:2
14
作者 张爱军 冉昌艳 张宇 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2005年第10期8-9,12,共3页
研究和讨论了一种易于实现的光谱吸收型光纤气体传感器。采用分布反馈式半导体激光器作为光源,通过光源调制实现气体体积分数的谐波检测,显著提高了检测的灵敏度。同时,采用差分结构,消除了激光器光强波动等共模噪声的影响。
关键词 光纤气体传感器 谐波检测 差分光吸收
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基于蓝牙传感器网络技术的桥梁健康监测系统 被引量:2
15
作者 吴皓莹 姜德生 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2005年第11期44-46,49,共4页
传感器之间的通信一直受到有线连接和各种无线通信协议的限制。运用一种随处可见并成本低廉的无线通信技术建立传感器区域网络(SANs)将加速传感器技术的进一步发展。自身有着很多优点的蓝牙作为一种世界广泛认可的标准,对于SANs是可行... 传感器之间的通信一直受到有线连接和各种无线通信协议的限制。运用一种随处可见并成本低廉的无线通信技术建立传感器区域网络(SANs)将加速传感器技术的进一步发展。自身有着很多优点的蓝牙作为一种世界广泛认可的标准,对于SANs是可行的选择。围绕蓝牙技术提出了一种方法构建由固定无线传感器组成的传感器网络,用于桥梁的健康监测;提出了拓扑组成方案,并对不同传感器信息的传递以及链接能量的问题进行了探讨。 展开更多
关键词 蓝牙 桥梁健康监测散射网络 拓扑设计
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基于光纤光栅传感的公路轮轴识别系统
16
作者 张东生 郭丹 +1 位作者 马丽 李微 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2007年第6期75-76,共2页
研制了一种新型的光纤光栅公路轮轴识别系统。系统由12个光纤光栅压力开关传感器按照一定的串接方式组合而成。光纤光栅压力开关传感器是针对轮轴识别系统的要求而专门研制的。从理论上分析了该识别系统的工作原理,并进行了实验研究,取... 研制了一种新型的光纤光栅公路轮轴识别系统。系统由12个光纤光栅压力开关传感器按照一定的串接方式组合而成。光纤光栅压力开关传感器是针对轮轴识别系统的要求而专门研制的。从理论上分析了该识别系统的工作原理,并进行了实验研究,取得了一致的实验结果。经过不同车型数次过车实验证明:该轮轴识别系统识别准确率达100%。该系统不怕潮湿、粉尘、抗电磁干扰,有望替代现有的电类产品,在工程实践中获得广泛应用。 展开更多
关键词 光纤BRAGG光栅 轮轴识别 动态称重 强度解调
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基于荧光猝灭的光纤DNA传感器的构建及其性能研究
17
作者 李明田 杨瑞嵩 +1 位作者 附青山 黄俊 《分析测试学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期539-545,共7页
以钌(Ⅱ)多吡啶配合物[Ru(bipy)2DAFND](Cl O4)2(Ru-DAFND,bipy=2,2'-联吡啶,DAFND=4,5-二氮杂芴-9-对硝基苯腙)为指示剂,采用锁相放大技术构建了基于荧光猝灭原理的光纤DNA传感器,研究了传感器的性能。以p H 7.1的Tris缓冲溶... 以钌(Ⅱ)多吡啶配合物[Ru(bipy)2DAFND](Cl O4)2(Ru-DAFND,bipy=2,2'-联吡啶,DAFND=4,5-二氮杂芴-9-对硝基苯腙)为指示剂,采用锁相放大技术构建了基于荧光猝灭原理的光纤DNA传感器,研究了传感器的性能。以p H 7.1的Tris缓冲溶液为介质,在2.6×10-8~5.4×10-6mol/L范围,ct DNA浓度与传感器光学敏感膜的相对滞后相移(Δφ)有较好的线性关系,检出限为8.4×10-9mol/L,响应时间为70 s。通过研究溶液p H值和干扰物对传感器性能的影响,表明该传感系统具有较好的重复性和稳定性。 展开更多
关键词 钌(Ⅱ)多吡啶配合物 荧光猝灭 光纤DNA传感器 锁相放大
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基于蓝宝石晶片的光纤法布里-珀罗高温传感器 被引量:9
18
作者 梁伟龙 周次明 +4 位作者 范典 欧艺文 田涛 桂新旺 李岩 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期13-17,共5页
提出并研制了一种基于蓝宝石晶片的光纤法布里-珀罗(法珀)高温传感器.该传感器采用斜端面蓝宝石光纤作传输波导,蓝宝石晶片作法珀干涉仪,“陶瓷插芯-陶瓷套管”结构做为传感器的固定结构.通过傅里叶变换-最小均方差联合算法解... 提出并研制了一种基于蓝宝石晶片的光纤法布里-珀罗(法珀)高温传感器.该传感器采用斜端面蓝宝石光纤作传输波导,蓝宝石晶片作法珀干涉仪,“陶瓷插芯-陶瓷套管”结构做为传感器的固定结构.通过傅里叶变换-最小均方差联合算法解调传感器的反射光谱,实现了20℃~1000℃范围内的温度测量,测试准确度为±2.5℃.该传感器具有体积小、成本低、制作简单以及重复性高的优点,可用于高温环境下稳定、精确的温度测量. 展开更多
关键词 光纤法珀传感器 蓝宝石晶片 高温测量 蓝宝石光纤 算法
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光纤Fabry-Perot传感器的Fibonacci-MMSE联合解调算法 被引量:4
19
作者 尹嘉笛 周次明 +1 位作者 欧艺文 李蒙蒙 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期162-167,共6页
提出一种基于Fibonacci与最小均方差联合解调光纤法布里-珀罗传感器腔长的算法.利用Fibonacci搜索方法,在一系列估计值中快速搜索到对应的最小均方差的数值,并作为腔长解调结果.仿真分析了算法迭代次数与解调准确度之间的关系并进行温... 提出一种基于Fibonacci与最小均方差联合解调光纤法布里-珀罗传感器腔长的算法.利用Fibonacci搜索方法,在一系列估计值中快速搜索到对应的最小均方差的数值,并作为腔长解调结果.仿真分析了算法迭代次数与解调准确度之间的关系并进行温度测量实验.结果表明,该算法的理论平均解调误差小于2×10-5 pm,与实际腔长的拟合度优于0.9999,解调动态范围可达2.5mm;实验中,该算法腔长解调分辨率为0.15nm,对应的温度分辨率达0.03℃,解调时间少于0.03s,具有解调准确度高和运算速度快等优点. 展开更多
关键词 光纤法布里-珀罗传感器 解调 均方差 Fibonacci搜索方法 分辨率 误差 快速度
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DBR光纤激光应变传感研究 被引量:1
20
作者 丁瑶芳 姜德生 +1 位作者 周次明 黄娟 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第6期2405-2407,共3页
光纤激光器是一种信噪比很高的优质光源,具有光束质量好、窄线宽、高功率等优异的性能,将光纤激光器应用于传感,能弥补布拉格光栅传感的不足.通过利用光纤激光器构成的光纤激光传感器与光纤布拉格光栅传感器相比较,进行应变传感实验研究... 光纤激光器是一种信噪比很高的优质光源,具有光束质量好、窄线宽、高功率等优异的性能,将光纤激光器应用于传感,能弥补布拉格光栅传感的不足.通过利用光纤激光器构成的光纤激光传感器与光纤布拉格光栅传感器相比较,进行应变传感实验研究.实验结果说明光纤激光器型传感器具有更高信噪比和输出功率.与传统的布拉格光栅比较,输出信号的功率增大了23dB,信噪比得到19dB的提高.线宽减少了约1/5. 展开更多
关键词 分布布拉格反射 光纤布拉格光栅 应变
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