光纖傳感、光纖光柵、光纖光柵傳感 光纖傳感技術(shù)由于光纖不僅可以作為光波的傳輸媒質(zhì)，而且光波在光纖 中的傳播時(shí)表征光波的特征參量（振幅、相位、偏振態(tài)、波長(zhǎng)等）因外界因素 （如溫度、壓力、磁場(chǎng)、電場(chǎng)、位移等）的作用而間接或直接地發(fā)生變化，從 而可將光纖用作傳感器元件來(lái)探測(cè)各種待測(cè)量（物理量、化學(xué)量和生物量）， 這就是光纖傳感器的基本原理。光纖傳感技術(shù)的分類光纖傳感器可以分為傳 感型（本征型）和傳光型（非本征型）兩大類。利用外界因素改變光纖中光的 特征參量，從而對(duì)外界因素進(jìn)行計(jì)量和數(shù)據(jù)傳輸?shù)?，稱為傳感型光纖傳感器， 它具有傳感合一的特點(diǎn)，信息的獲取和傳輸都在光纖之中。傳光型光纖傳感器 是指利用其它敏感元件測(cè)得的特征量，由光纖進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，它的特點(diǎn)是充分 利用現(xiàn)有的傳感器，便于推廣應(yīng)用。這兩類光纖傳感器都可再分成光強(qiáng)調(diào)制、 相位調(diào)制、偏振態(tài)調(diào)制和波長(zhǎng)調(diào)制等幾種形式。光纖傳感器的特點(diǎn)1、

針對(duì)纜索局部埋植傳感器測(cè)試索力的特殊要求,特制光纖光柵應(yīng)變傳感器,傳感器封裝保證光纖光柵植入纜索的成活率,減敏結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)保證纜索索力測(cè)試的大應(yīng)力監(jiān)測(cè)要求。針對(duì)應(yīng)變傳感器與鋼絲的2種連接方式,即傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)膠連接和特制的抱箍機(jī)械連接方式進(jìn)行了張拉性能測(cè)試。由標(biāo)定的傳感器力敏系數(shù)可知,在鋼絲產(chǎn)生5000×10-6的應(yīng)變變化下,光纖光柵實(shí)際中心波長(zhǎng)變化不超過(guò)2900pm,達(dá)到了減敏效果,傳感器可以滿足大索力長(zhǎng)期測(cè)試要求。

摘要 地下工程施工對(duì)周圍環(huán)境包括地面臨近建筑物、道路、和既有地 下工程的影響是地下空間開(kāi)開(kāi)發(fā)利用所面臨的關(guān)鍵問(wèn)題。為確保施工 安全，對(duì)地下工程的安全和穩(wěn)定狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)、評(píng)估和預(yù)測(cè)以趨利避 害，已成為地下工程發(fā)展的迫切要求。地下工程監(jiān)測(cè)目前廣泛采用的 常規(guī)監(jiān)測(cè)技術(shù)和傳統(tǒng)電傳感器采集數(shù)據(jù)的方法不僅監(jiān)測(cè)范圍小、效率 低，且有限的測(cè)點(diǎn)難以反映目標(biāo)系統(tǒng)的整體情況；同時(shí)，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù) 容易受到外界環(huán)境中各類不利因素的影響，無(wú)法保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性 與長(zhǎng)期穩(wěn)定光纖bragg光柵(fbg)是20世紀(jì)90年代發(fā)展起來(lái)的一種 新型全光纖無(wú)源器件利用其可制成多種傳感器，如溫度、應(yīng)變、應(yīng)力、 壓強(qiáng)等傳感器。近年來(lái)，fbg傳感技術(shù)以其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)逐漸應(yīng)用于結(jié) 構(gòu)、巖土等領(lǐng)域，但多為長(zhǎng)期健康監(jiān)測(cè)，其在施工過(guò)程的應(yīng)用罕見(jiàn)。 本文通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)分fbg傳感器的優(yōu)勢(shì),并通過(guò)實(shí)際隧道工程施工的 應(yīng)

光纖光柵剖析

光纖光柵傳感器光纖光柵傳感器

目前,水利水電工程中的長(zhǎng)隧洞越來(lái)越多,傳統(tǒng)的差動(dòng)電阻式和振弦式等監(jiān)測(cè)儀器已很難滿足長(zhǎng)隧洞監(jiān)測(cè)的需要。結(jié)合牛欄江-滇池補(bǔ)水工程,介紹了光纖光柵儀器在長(zhǎng)隧洞監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用,結(jié)果表明光纖光柵儀器能滿足長(zhǎng)隧洞監(jiān)測(cè)的需要。

基于labview的光纖光柵傳感監(jiān)測(cè)軟件 摘要：基于labview的光纖光柵傳感監(jiān)測(cè)軟件，可 以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、顯示和報(bào)警等功能。該軟件界面清 晰易懂、使用方便、功能擴(kuò)展性強(qiáng)、運(yùn)行穩(wěn)定，可以在安全 監(jiān)測(cè)方面發(fā)揮重要的作用，同時(shí)推進(jìn)了光纖光柵傳感器在生 活中的應(yīng)用。 關(guān)鍵詞：光纖光柵傳感器；虛擬儀器；數(shù)據(jù)庫(kù) 中圖分類號(hào)：tp311文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a 隨著技術(shù)的發(fā)展，光纖光柵傳感器廣泛地應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng) 域，如電力電網(wǎng)、橋梁隧道、石油化工、航空航天，實(shí)現(xiàn)了 高精度、遠(yuǎn)距離、分布式和長(zhǎng)期性監(jiān)測(cè)的技術(shù)要求。本文針 對(duì)光纖光柵傳感系統(tǒng)，提出了一種基于虛擬儀器技術(shù)的監(jiān)測(cè) 軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法。為實(shí)際工程的管理提供了更加可靠 的技術(shù)保障，具有廣闊的應(yīng)用前景。 1光纖光柵傳感技術(shù) 光纖光柵是利用紫外光改變光纖材料性質(zhì)，在光纖上制 作成的一種光學(xué)無(wú)源器件，光纖光柵傳感技術(shù)是利用測(cè)量環(huán) 境對(duì)光

本文簡(jiǎn)要概述了光纖光柵傳感器的特點(diǎn)及航空航天復(fù)合材料的類型,詳細(xì)介紹了光纖光柵在航空航天復(fù)合材料/結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用和發(fā)展?fàn)顩r;指出目前存在的問(wèn)題,并探討了相應(yīng)的對(duì)策;展望了基于該類傳感器的健康監(jiān)測(cè)技術(shù)在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用前景。

分析了適用于動(dòng)態(tài)應(yīng)變測(cè)量的光纖光柵傳感器所應(yīng)滿足的條件,并進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)并制作了一種適用于工程化的光纖光柵動(dòng)態(tài)應(yīng)變傳感器。對(duì)等強(qiáng)度水泥梁以及實(shí)際工程中的盧浦大橋等場(chǎng)合,用該光纖光柵應(yīng)變傳感器與傳統(tǒng)的電阻應(yīng)變片傳感器進(jìn)行了對(duì)比驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,光纖光柵應(yīng)變傳感器具有很高的精度

針對(duì)光纖布拉格光柵(fbg)溫度和應(yīng)變的交叉敏感問(wèn)題,設(shè)計(jì)了一種帶熔點(diǎn)保偏光纖光柵(pmfbg)結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)通過(guò)將2段保偏光纖帶加大推進(jìn)量熔接,形成中間凸起結(jié)構(gòu),然后在熔點(diǎn)位置寫(xiě)入光柵。文中首先采用熊貓保偏光纖設(shè)計(jì)制作了該結(jié)構(gòu),并搭建實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)試其在(0～2)n軸向應(yīng)力作用下的反射光譜,發(fā)現(xiàn)pmfbg快軸和慢軸的反射譜均分裂成2個(gè)峰值,隨著軸向應(yīng)力的增加,反射譜整體產(chǎn)生紅移,同時(shí)分裂的2個(gè)峰值強(qiáng)度的比值單調(diào)減小,且不受溫度的影響。隨后,采用有限元法分析了該結(jié)構(gòu)的軸向應(yīng)變分布,并基于傳輸矩陣法仿真分析了該pmfbg反射光譜隨應(yīng)力的變化特性,仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的一致性較好。證實(shí)可利用pmfbg反射光譜的峰值之比消除軸向應(yīng)變與溫度的交叉敏感性,實(shí)現(xiàn)軸向應(yīng)變的測(cè)量。

將傳感器集成于纜索內(nèi)部,研發(fā)具有自感知能力的智能纜索是橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)領(lǐng)域研究的前沿。特制光纖光柵應(yīng)變傳感器,將傳感器局部布置于纜索內(nèi)鋼絲上,通過(guò)光纖光柵中心波長(zhǎng)的變化測(cè)量鋼絲的局部應(yīng)變、進(jìn)而獲得纜索整體索力是實(shí)現(xiàn)智能纜索的有效方法。對(duì)特制的光纖光柵應(yīng)變傳感器與索內(nèi)鋼絲的連接固定方式進(jìn)行了研究,在不破壞鋼絲的前提下,研究了傳統(tǒng)的膠粘結(jié)和特制的抱箍連接兩種固定方式,通過(guò)張拉性能測(cè)試,兩種連接結(jié)構(gòu)均有效;通過(guò)疲勞性能測(cè)試,采用特制的抱箍結(jié)構(gòu)連接是解決纜索內(nèi)置應(yīng)變傳感器長(zhǎng)期可靠性、穩(wěn)定性測(cè)試的有效途徑。

為了有效縮小光纖光柵尺寸,提高光電轉(zhuǎn)換間的耦合效果。文章在基于光纖光柵的基本結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,給出了在光纖光柵中插入四、五層金屬光柵的實(shí)現(xiàn)方法。該方法基于表面等離子體激元(surfaceplasmonpolaritons,spps)的光纖布拉格光柵,可以把原有的光纖光柵尺寸縮小一個(gè)量級(jí),而且不增加光在光子器件中的損耗。仿真分析表明,spps在光傳播過(guò)程中可起到能量補(bǔ)償作用,并可產(chǎn)生增透現(xiàn)象。

提出了一種基于級(jí)聯(lián)長(zhǎng)周期光纖光柵的光纖布拉格光柵解調(diào)系統(tǒng)。級(jí)聯(lián)長(zhǎng)周期光纖光柵作為邊沿濾波器,利用它的一個(gè)線性區(qū)監(jiān)測(cè)單個(gè)光纖布拉格光柵傳感信號(hào)。該系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn),但易受光源抖動(dòng)及系統(tǒng)其他不穩(wěn)定因素等帶來(lái)的系統(tǒng)噪聲的影響。為消除系統(tǒng)噪聲帶來(lái)的不利影響,對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)。改進(jìn)系統(tǒng)利用級(jí)聯(lián)長(zhǎng)周期光纖光柵的兩個(gè)線性區(qū)同時(shí)監(jiān)測(cè)兩個(gè)光纖布拉格光柵傳感信號(hào)。分別用原系統(tǒng)及其改進(jìn)系統(tǒng)對(duì)溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè),實(shí)驗(yàn)的溫度測(cè)量范圍為-70～-115°c。原系統(tǒng)的靈敏度為0.49mv/°c,溫度分辨率為0.5°c;改進(jìn)系統(tǒng)的靈敏度為0.86mv/°c,溫度分辨率為0.3°c。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明改進(jìn)系統(tǒng)能有效消除系統(tǒng)噪聲,提高系統(tǒng)的精度。

某復(fù)合材料氣瓶的纏繞工藝

采用三維各向異性彈性理論分析內(nèi)壓和軸向組合載荷下復(fù)合材料纏繞管道各纏繞層中的應(yīng)力,模型考慮管壁厚度引起的拉剪耦合效應(yīng)。引入hashin破壞準(zhǔn)則研究復(fù)合材料纏繞管道的強(qiáng)度與鋪層角度的關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn)纏繞角度相同時(shí)內(nèi)壓引起的應(yīng)力由里向外逐層增加,因此管道失效實(shí)際上由外層的應(yīng)力控制。建議相鄰層纏繞角度的遞增量,以使各層應(yīng)力狀態(tài)更接近一致。

光纖光柵是理想的應(yīng)力和溫度傳感元件。結(jié)合實(shí)驗(yàn)室器件,設(shè)計(jì)了一個(gè)利用光纖光柵監(jiān)測(cè)應(yīng)力以及溫度的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了光纖光柵的基本特性,實(shí)現(xiàn)了應(yīng)力及溫度的監(jiān)測(cè)。通過(guò)自行搭建的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析,實(shí)驗(yàn)結(jié)果和理論分析吻合。

技 術(shù) 創(chuàng) 新 中文核心期刊《微計(jì)算機(jī)信息》（測(cè)控自動(dòng)化）２００６年第２２卷第４－１期 ３６０元／年郵局訂閱號(hào)：８２－９４６《現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)應(yīng)用２００例》 傳感器與儀器儀表 光纖ｂｒａｇｇ光柵傳感網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與應(yīng)變分析 ｒｅａｌ－ｔｉｍｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍｏｆｆｉｂｅｒｂａｇｇｇｒａｔｉｎｇｓｅｎｓｉｎｇｎｅｔｓａｎｄａｎａｌｙｚｉｎｇｏｆｖａｒｉａ－ ｔｉｏｎｏｆｓｔｒａｉｎ （１．昆明理工大學(xué)；２．云南航天質(zhì)量無(wú)損檢測(cè)站）劉建平１趙永貴２孫宇２邱海濤１龍昊波１李川１ ｌｉｕ，ｊｉａｎｐｉｎｇｚｈａｏ，ｙｏｎｇｇｕｉｓｕｎ，ｙｕｑｉｕ，ｈａｉｔａｏｌｏｎｇ，ｈａｏｂｏｌｉ，ｃｈｕａｎ 摘要：作為一種絕對(duì)式傳感器，波長(zhǎng)調(diào)制式光纖ｂｒａｇｇ光柵傳感器對(duì)應(yīng)變的響應(yīng)為０．９ｐｍ／

介紹了一種利用光纖f-p濾波器解調(diào)的、可同時(shí)測(cè)量應(yīng)變及溫度兩種參數(shù)的光纖光柵傳感系統(tǒng)。將一個(gè)光纖光柵的長(zhǎng)度分成相等的兩部分,其中一部分的兩端固定在一塊鋼板上,另一部分處于自由狀態(tài)。根據(jù)這兩部分光纖光柵對(duì)應(yīng)變及溫度的不同感應(yīng),實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)變及溫度的同時(shí)測(cè)量?？衫貌ǚ謴?fù)用技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)分布式應(yīng)變及溫度的測(cè)量。應(yīng)變、溫度的測(cè)量分辨率分別可達(dá)1.3με及0.12℃。

報(bào)道了一種基于偏芯結(jié)構(gòu)的雙芯光纖制作的長(zhǎng)周期光纖光柵,研究了在這種雙芯光纖中寫(xiě)入相同結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)周期光纖光柵的模式耦合特性,這種雙芯結(jié)構(gòu)能夠?qū)蓚€(gè)平行的長(zhǎng)周期光纖光柵集成在一根光纖中。通過(guò)模擬計(jì)算發(fā)現(xiàn)在光纖圓周橫截面不同方位進(jìn)行曝光,可獲得不同的光柵透射譜,通過(guò)利用co2激光脈沖曝光方法實(shí)現(xiàn)其制備,實(shí)驗(yàn)得出了采用單側(cè)曝光方法在偏芯結(jié)構(gòu)的雙芯光纖上制備長(zhǎng)周期光纖光柵的最佳寫(xiě)入方式。通過(guò)理論分析和實(shí)驗(yàn)的對(duì)比,結(jié)果表明,雙芯長(zhǎng)周期光纖光柵透射譜依賴于在雙芯光纖圓周上的曝光方向。

將光纖光柵(fbg)封裝入以超磁致伸縮材料(gmm)與永磁體構(gòu)成的傳感基座內(nèi)形成系統(tǒng)核心傳感部件,并將其放置于電流形成的磁場(chǎng)中,構(gòu)成電流傳感器。利用光纖邁克爾遜干涉儀(mi)對(duì)fbg波長(zhǎng)的變化進(jìn)行解調(diào),從而獲得被測(cè)交流電流信號(hào)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,檢測(cè)幅值100a~2000a的交變電流時(shí),該傳感器對(duì)交變電流具有良好的線性響應(yīng)。

針對(duì)隧道施工和運(yùn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)的需要和當(dāng)前的巖土監(jiān)測(cè)所用電磁傳感器的不足,基于分析了光纖布拉格光柵(fbg)傳感監(jiān)測(cè)原理和實(shí)現(xiàn)方法,在直徑為22mm的普通螺紋鋼上設(shè)計(jì)和制作了隧道應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)用的fbg錨桿傳感器,并分析fbg探測(cè)錨桿軸向應(yīng)變的原理。通過(guò)試驗(yàn)室和公路隧道現(xiàn)場(chǎng)對(duì)已制作的fbg錨桿進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)試與應(yīng)用,效果良好,并突出了fbg錨桿傳感靈敏度高、穩(wěn)定性好、測(cè)量范圍大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和能在野外巖土結(jié)構(gòu)工程進(jìn)行長(zhǎng)期有效監(jiān)測(cè)等優(yōu)點(diǎn)。

隨著中國(guó)地下工程的快速發(fā)展,深基坑安全監(jiān)測(cè)及變形預(yù)測(cè)已成為巖土工程領(lǐng)域的重要課題之一,以太原火車站調(diào)蓄池項(xiàng)目為例,為了能夠在基坑施工中進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警,及時(shí)加強(qiáng)防護(hù),將光纖光柵傳感器用于基坑深層水平位移監(jiān)測(cè),截取2017年11月份上旬的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),結(jié)果表明,該基坑深層水平位移變化值隨著開(kāi)挖深度的增加而增大,最大值為18.6mm,同時(shí)1號(hào)測(cè)點(diǎn)和3號(hào)測(cè)點(diǎn)變化值大致相同,而2號(hào)測(cè)點(diǎn)變化值相對(duì)較大.