单光纤光栅实现位移、温度同时区分测量

结合光纤光栅悬臂梁调谐的特点,采用悬臂梁矩形梁结构,将光纤光栅粘贴在悬臂梁侧面,利用反射波的带宽对应变敏感而对温度不敏感的特性解调悬臂梁自由端的垂直位移,和反射波的中心波长对温度敏感而对应变不敏感的特性解调温度,成功地实现了对位移和温度的同时测量。基于光谱分析仪0.1nm的光谱分辨率,实验可得到位移、温度同时区分测量系统的带宽随位移变化的灵敏度为0.153nm/mm,位移分辨率为0.193mm,位移测量范围可达6.15mm;中心波长随温度变化的灵敏度为0.029nm/℃,温度分辨率为3.4℃,温度测量范围为45℃。实验结果与理论分析基本一致。

改善波形并增敏的光纤光栅温度传感技术

选用热膨胀系数较大的聚合物和某种偶联材料,采用特殊工艺用其对裸光纤光栅进行封装,消除了封装过程中所带来的光纤光栅啁啾现象,极大地改善了光纤光栅反射波的波形,提高了封装测试过程的重复性,为波长解调解决了一大难题.在30.6℃～120℃范围内,测量过程中波形很好并几乎不变,温度灵敏度为0.1173nm/℃,温度分辨率为<0.43℃,比裸光纤光栅增加了11倍;平均灵敏度增敏倍数γ′=10.34,与理论计算灵敏度增敏倍数γ=10.76符合得比较好.聚合物封装光纤光栅的温度响应曲线具有很好的线性.

基于偶联剂技术的光纤光栅压力传感实验研究

报道了利用偶联技术封装光纤光栅压力传感器的新方案.通过采用特殊聚合物材料将光纤光栅封装于金属管中,并采用偶联材料分别与聚合物和光纤以化学键偶联的工艺,解决了由于有机弹性体聚合物的弹性模量(1.2×105N/m2)与光纤光栅的弹性模量(7×1010N/m2)相差很大,在压强较大时易导致光纤光栅与聚合物材料之间的撕裂滑脱问题,改善了光纤光栅压力响应特性.封装后的光纤光栅压力的线性测量范围为0.04MPa^0.6MPa,压力响应灵敏度为-4.48nm/MPa,与裸光栅压力响应灵敏度-0.003063nm/MPa相比,增敏了1463倍.利用实验中所使用光谱仪0.05nm的分辨率,压强测量准确度为±0.01MPa,线性度为0.9978.

基于BOTDA的分布式光纤漏油传感器

研究了一种发泡硅胶基底的分布式光纤布里渊光散射油敏传感器,可在分钟量级发现小规模漏油事件,可用于长距离输油管线、油库等场所的漏油实时监测。将光纤埋敷于油敏材料中沿模拟输油管线铺设,用布里渊光时域分析仪(BOTDA)实时监测光纤中布里渊频移,可快速发现并定位漏油事件。实验证明了该技术的可行性,能够在20 min内准确定位小规模漏油事件。

支吊架结构输油管道应变仿真及光纤布里渊散射实验研究

为了有效检测输油管道应变,首先,提出采用有限元软件对支吊架结构输油管道施加载荷,仿真管道表面应变分布,从而优化分布式光纤输油管线应变检测排布方式;然后,在实验中将传感光纤沿轴向黏贴于管道外表面,通过布里渊光时域分析仪(BOTDA)测量光纤布里渊频移,以对管道表面应变分布进行实时监测。对比仿真和实验数据可知,管道顶部和底部对应变敏感,且管道表面应变分布的仿真结果与实验数据基本吻合。

布里渊散射分布式光纤传感技术的研究进展

阐述了基于布里渊散射的分布式光纤传感技术测量光纤温度/应变的基本传感原理。介绍了基于光时域反射仪发展起来的几种传感技术,布里渊光时域反射(BOTDR)、布里渊光时域分析(BOTDA)、布里渊光频域分析(BOFDA)分布式光纤传感技术,特别对BOTDR的原理和典型系统方案进行了详细的介绍。最后,叙述了基于布里渊散射的分布式光纤传感技术当前的进展和趋势。

光纤光栅封装耦合对应变传感增敏的实验研究

目的 研究光纤Bragg光栅与基底材料封装耦合对应变传感的增敏问题。方法 选用弹性模量小、耐180℃度高温且对温度敏感极小的有机聚合物材料,对裸光纤光栅进行封装,封装中采用特殊的偶连工艺,实现了封装材料与光纤光栅的牢固耦合并对两种外型尺寸的封装进行了研究对比。结果 封装后的光纤光栅对应变传感有增敏作用,FS光纤光栅取得了较高的应力灵敏度,与裸光纤光栅报道值比较增敏1174倍。结论 封装后的光纤光栅应力响应曲线具有良好的线性。通过对封装结构及尺寸优化,可以实现量程与灵敏度的最优组合。

双光纤光栅双参量传感系统优化设计与研究

运用矩阵范数理论对所建立的双光纤布拉格光栅(FBG)压力与温度传感系统系数矩阵的态性进行了研究。结果表明,传感器对压力与温度测量误差传递的稳定性主要取决于对压力与温度传感绝对灵敏度的配系,即与系数矩阵条件数大小有关。优化设计双参量传感系统的目标就是通过破坏系数矩阵中行间和列间各元素的近似线性相关性及减小各元素之间的比例,来减小系数矩阵的条件数。通过对金属机敏元件作为衬底的双光栅双参量传感器对压力与温度传感的绝对灵敏度的优选,将其压力与温度传感系统的系数矩阵条件数降为4.4,由此得到双FBG对压力与温度双参量测量的传递误差分别为0.68%和1.1%。

基于BOTDA的分布式光纤温度传感测量实验研究

为了进一步提高布里渊光时域分析(BOTDA)的测温精度,基于BOTDA的原理,构建了温度传感测量系统。测温实验发现,测温光纤的保护层厚度影响了其测温的精度;裸纤直接测温的精度较高,但也易受外界影响,且易断,故改进光纤的保护层可以提高其测温精度。提出一种将导热硅脂涂敷在光纤上进行测温试验的方法,提高了温度测量的准确性。

耐高压FBG压力传感器实验研究

为了提高光纤Bragg光栅（FBG）的压力灵敏度以实现油气井下高压传感的测量要求，设计了一种以薄壁筒为衬底外加保护套的耐高压FBG传感器。将FBG沿着弹性筒的轴向用高温胶固化在筒的内部。由于外界油压将引起弹性筒轴向压缩并传递到FBG上引起FBG波长的变化，测量FBG波长的变化即可得到外界压力的变化。理论得到传感器的压力响应灵敏度为-0．035nm／MPa；0-40MPa压力范围内压力实验测得传感器压力响应灵敏度为-0．0339nm／MPa，线性拟合度为0．9997，理论和实验符合得很好。结果表明：该传感器性能稳定，线性度和重复性好，可以用于油气井下高压的实时测量。

基于C形弹性管的光纤光栅压力位移传感测量

设计了一种基于C形弹性管的光纤布喇格光栅传感结构.用管内过剩压力使弹性管的自由端产生位移和管表面产生的应力对光纤布喇格光栅反射波长进行调谐.得到了光纤布喇格光栅反射波长变化对应于压力和自由端位移的线性关系.在0～6MPa的压力范围内,光纤布喇格光栅反射波长随压力和位移均呈线性变化且压力和位移的传感灵敏度分别达到0 0305nm/MPa和0.0359nm/mm,线性调谐范围分别为0 183nm和0 215nm,波长分辨率分别为3 05pm和0 718pm.

浅谈公路桥梁的桥面防水问题

目前在混凝土施工控制和防水技术控制方面仍然存在一定的问题。为了解决这些施工难题必须要加强对混凝土表面的处理,运用更为先进的技术进行防水系统保护层的施工安排。另外,在施工的过程中应该制定严格的操作规程,加强现场监理,保证桥面防水问题成为历史。本文全面分析了当前公路桥梁防水存在的问题,并提出了解决措施以及相关的施工注意事项,为公路桥梁桥面的防水施工提供了宝贵的建议。

基于BOTDA传感技术的空间分辨率研究

空间分辨率是BOTDA传感系统的一个重要参数,其主要取决于泵浦脉冲光的宽度。为了提高BOTDA系统的空间分辨率,在不改变泵浦脉冲光宽度的情况下,采用螺旋式盘绕传感光纤的方法,分析了布里渊散射传感原理,理论上分析采用螺旋式盘绕光纤对提高实际测量空间分辨率的影响。实验中泵浦脉冲光宽度为10 ns,BOTDA系统采样间隔为0.4 m。采用1 m长螺旋式盘绕传感光纤监测0.5 m管线轴向温度分布,监测空间分辨率为0.5 m。分析结果表明,采用螺旋式盘绕光纤更有利于提高监测管线温度场的空间分辨率。

瑞利后向散射信号硬件解调电路设计

光时域反射仪(OTDR)在光纤系统的测试中具有十分重要的作用,如何提高其分辨率和动态范围已经成为研究的一个难点[1-3].为了使设计的解调系统达到对测量精度和动态范围的要求,采用Xilinx xc3s400和USB单片机为主要的核心器件,分别完成对A/D的采样、通信等功能,A/D采用12位150 Mbps高速采样芯片完成对被测量的量化;通信方面以USB通信方式,以实现采集数据与PC机之间的数据传输.数据传输率达到30 M以上.在PC机开发可视化图形界面完成数据的处理和结果的显示.

介绍一种改进型钢弦线驻波实验装置

介绍了一种改进型钢弦驻波实验装置

浅谈幼儿情感教育的培养

情感教育是一个长期的、潜移默化的教育,是融入到幼儿生活、学习中的教育,也是需要家、园、社会形成合力的教育。幼儿园要想更好地开展情感教育,就要注重提高幼儿的独立能力,及与人分享、合作的能力。

新课标核心素养下的高中英语报刊阅读教学设计

引言高中英语报刊阅读主要在于培养学生的逻辑性和思维性,提升学生英语学科的核心素养。本文主要以《21世纪学生英文报》中的Returning to routines为例,探讨了提高高中英语报刊阅读教学效果的措施。1.以报刊文本为基础学生在阅读文本的过程中需要了解一定的背景知识,了解背景知识不仅有利于学生做阅读理解分析文章结构,而且能帮助学生理解文章背后的深意和作者的思想态度,从而提升学生的阅读能力。这就需要教师以报刊文本为基础展开教学活动,并对文本进行深入研究,以便帮助学生更好地理解阅读文本。

幼儿园家庭教育指导工作的开展策略

幼儿阶段的教育不仅关系到个体的成长,同时也与祖国未来的发展有着密切关系。幼儿不仅需要良好的学前教育,更需要良好的家庭教育,因此幼儿园需要高度重视家庭教育指导工作,通过科学合理的策略提高家庭教育的实效性。

新时代幼儿园情感教育初探

伴随信息化时代而生的这些孩子是信息社会的土著居民,数码、云计算、智能家居等信息产品已深深融入他们的生活,由此信息化环境下产生的情感问题和情感教育缺失已引起教育界的关注,如何在信息化环境下培养幼儿积极健康的情感也是呈现在我们面前的新问题。

浅论幼儿关心与尊重他人良好情感培养的有效途径

幼儿也是整个社会成员的重要组成部分,是成长中的小公民,他们道德素质的发展状况,是整个社会道德水平的重要标志。因此,针对当前幼儿存在的问题及情感教育的缺失,开展幼儿关心与尊重他人良好情感培养活动,探索幼儿"关心与尊重他人"良好情感形成的心理机制,让幼儿从小懂得尊重他人、关心他人,健康快乐和谐发展,是一项长期的研究课题。