内置光纤光栅传感器的智能索可靠性研究

将特制的光纤光栅应变传感器和光纤光栅温度传感器局部布置于缆索连接筒部位的外层钢丝上,成功实现可对自身索力及温度进行实时在线监测的智能缆索。需进一步对智能缆索内置传感器可靠性进行研究。模拟缆索上桥所受交变应力荷载情况,按照国家标准GB/T18365-2001中疲劳性能要求对智能缆索进行疲劳,研发的智能缆索满足国标中疲劳和静载性能要求;智能缆索在200万次疲劳过程中及200万次疲劳后,其内置的光纤光栅传感器的传感信号均有效。

智能缆索在京杭运河泗阳大桥中的应用

将特制的光纤光栅传感器布置到缆索内部,制成可对自身索力进行实时监测的智能缆索。智能缆索索力测试精度达到1%。将研发的智能斜拉索应用于江苏省京杭运河泗阳大桥上,通过可靠的工艺制作流程,在运输和安装过程中有效地引出光缆保护措施,成功实现智能缆索在实际工程中的应用。智能缆索在制作及上桥施工过程中索力测量值与千斤顶油压表读数误差不超过±50kN。缆索制作、施工及运营阶段的数据监测表明:智能缆索自身能够可靠感测缆索索力的变化值,索力监测技术成功地由索体外部移植至索内。

斜端面光纤不同倾斜角度下出射光的研究

斜端面光纤的一端为平端面,另一端为斜端面,光从平端面输入,若斜端面的倾斜角度大于某一数值,光线将不再从斜端面出射,而是会经斜端面反射后从光纤表面出射,但此时的出射光斑严重变形,为此提出了在光纤斜端面部分套上一个空心玻璃管的结构。用Light Tools的光线追迹功能进行仿真分析,仿真结果表明,当斜端面的倾斜角度在48°~54°的范围内时,光纤的传输效率均能超过75%,并且具有较为理想的出射光斑分布。最后,研制出了倾斜角为45°和53°的斜端面光纤,并分别在裸斜端面光纤和带有空心玻璃管的斜端面光纤下对传输效率和出射光斑分布进行了实验验证。

一种基于三芯光纤的模式复用器/解复用器的设计

提出了一种基于三芯光纤的模式复用器/解复用器,三个纤芯包括两个相同的单模纤芯和一个少模纤芯,在少模纤芯中写入长周期光纤光栅以实现单模纤芯中LP01模与少模纤芯中LP11模间的转换。同时从两个单模纤芯输入LP01模,能激发少模纤芯中两个简并的LP11,a模和LP11,b模。采用光束传播法分析了该模式复用器/解复用器的耦合特性及串扰。数值模拟结果显示,若以少模纤芯中LP11模输出能量大于-1dB的波长范围作为该模式复用器/解复用器的工作带宽,则能够达到23nm,并且少模纤芯中生成的其他模式的输出能量皆比LP11模的输出能量小-21dB以上。该模式复用器/解复用器能够实现对少模光纤的模式复用与解复用,并具有极低的串扰。

基于光纤传感的电力设备温度监测

根据当前光纤传感技术的发展状况,重点针对光纤光栅传感阵列应用于电力设备的在线温度监测系统研究以及对现有的技术进行一定的改进。主要涉及系统方案设计;光纤光栅温度传感器应用于油浸式变压器的结构设计以及现场安装方式;变压器与开关柜、电力电缆等在线测温的集成。

大直径石英端帽与光纤的熔接及检测

大直径石英端帽与光纤的熔接是研制高功率传能光缆组件的关键技术之一,本文采用新型的二氧化碳激光作为热源对石英端帽与光纤进行熔接,同时对其性能测试方法进行一定的研究。基本掌握了端帽熔接方法以及工艺,并最终通过了2000W以上的激光功率测试,为高功率传能光缆组件研发奠定了基础。

光纤束金属化封装工艺技术的研究

本文致力解决集束能量光纤现有制备工艺的缺陷,提高集束光纤束封的效率、质量以及可操作性。基于此,对新型封装工艺和以往的工艺进行了研究和实验。