自旋量程可调式金属化FBG温度传感器设计

针对大型结构温度场监测、粮库测温、石油化工及管道等需要对不同范围温度进行精确测量的问题,设计了一种新型自旋量程可调式光纤布拉格光栅(FBG)温度传感器。采用金属化FBG焊接在新型封装基片上的封装方式,使得传感器具有耐高温的特性。经过有限元分析,在温度变化100℃时,封装基片应变约为0.073×10-6,远小于光纤结构本身的微应变,解决了温度与应力的交叉影响的问题。同时通过耐高温真空自旋式装置达到调节量程的目的,在温控箱内对传感器进行实验测试,最小量程精度约为20 pm/℃,对结果进行修正之后线性度可以达到0.999 9以上,满量程精度达到0.05%。

光纤光栅传感器波长移位检测方法

光纤光栅波长移位检测是光纤光栅传感器的核心技术之一 ,已提出的光纤光栅波长移位检测方法有被动解调法、匹配光栅法、非平衡 Mach- Zehnder干涉仪法、可调谐窄带光源法和激光锁模法等详细介绍了光纤布拉格光栅(FBG)传感器的波长移位检测方法 ,分析了各种检测方法原理。重点讨论了非平衡 M- Z干涉仪法和可调谐窄带光源法 ,并对以上各种方法的优、缺点进行了分析和讨论。

基于光纤Bragg光栅的采动支承压力分布试验研究

为了研究采动支承压力的分布情况,采用光纤Bragg光栅(FBG)传感器对长壁采场模型试验进行了测试,在模型中埋设了9支FBG应变传感器,对比分析工作面推进时底板支承压力与上位FBG的测试结果。试验揭示了FBG测试结果与支承压力变化呈现镜面反射,在超前支承压力影响范围内支承压力与波长漂移呈线性关系。研究提出了支承压力FBG测试灵敏度参数,其表征了FBG传感器每变化1 pm时的支承压力变化;定量分析了围岩采动支承压力分布规律,得出了测线2三支FBG所在层位的支承压力大小与影响范围(K,L1,L2),同时建立了基于FBG的围岩采动支承压力的分布模型,用于描述采动围岩体中支承压力在不同层位和距离工作面不同距离时的分布规律。

利用全光纤干涉解调技术的光纤光栅复用传感系统

提出了一种用于光纤光栅传感波长检测的新方法。系统采用全光纤Mach Zehnder干涉仪,运用动态的自参考相位检测方式,结合微机实时处理技术,实现了对三点复用传感器的高分辨率(0.99pm)解调,单点测量范围达3.32nm。系统结构简单、成本低,可以同时检测静态和低频动态信号。

煤矿顶板离层回归分析与稳定性评价

以光纤Bragg光栅位移传感器对淮北朱仙庄煤矿顶板离层监测为实际数据依据,选择最佳的典型函数模型对顶板离层进行非线性回归分析,得出能够反映位移发展趋势的回归曲线。监测结果与回归拟合数据表明:非线性回归分析预测方法不仅可以反映煤矿顶板离层实时变化过程,还能根据其变化趋势进行巷道稳定性判断。