基于分布式光纤传感技术的移动式堆石坝面板塌陷探测方法

混凝土面板堆石坝面板的工作状态直接关系到大坝的安全运行,水下面板缺陷的探测是长期关注的难点问题。利用光纤分布式传感技术,研制了一种新的移动式面板塌陷检测装置,通过特殊光纤布制成的传感布,制作可移动式感知设备,感知面板塌陷处光纤在水压力作用下的应变变化,实现了水下面板塌陷的探测,并可通过光纤的异常应变信号,确定缺陷位置和大小。模型试验结果表明,该方法具有较强的水下面板塌陷探测能力,能检测面板的塌陷位置和范围并可视化。

外压式弹性圆筒耐高压光纤光栅压力传感器

设计了一种以金属弹性圆筒为衬底的高压光纤布喇格光栅压力传感器．在温度为16-60℃．压力为O～52MPa的范围内测试了传感器的特性．计算了性能参数及温度修正因子．结果表明．该传磨器性能稳定．重复性好。线性调谐范围为4．066nm。压力灵敏度为0．0782nm／MPa，压力解调的波长分辨率为l.56pm．温度修正后压力测量的相对误差由5．2％减小为0．25％．采用双重密封设计．避免了流体或气体的渗满．通过选择不同弹性模量的材料、内径和壁厚．可调整传感器的量程和灵敏度．

一种新型的光纤光栅涡街流量传感器

采用电子滤波技术、涡街流量传感技术提出了一种不受温度影响的光纤光栅流量测量系统。通过利用光纤光栅作为敏感元件,解决了传统电流量计的本征安全问题。对涡街流量传感信号的特点进行了理论分析,并采用相应的电子滤波技术,从而避免了光纤光栅传感的温度交叉敏感问题。实验验证该传感器的量程达到25L/min,精度为±0.5%F.S。理论分析和实验结果表明,该传感系统具有温度不敏感、本征安全、量程大和精度高等优点。

输电线路运行状态光纤感知研究与展望

电力线路是电能输送的载体,是电网的基础,对电力线路进行状态监测有利于提高电网运行可靠性。相比于光纤传感具有远距离、分布式、无源等多个优点,在电力线路监测领域发展迅速。为加快输电线路光纤状态监测技术的发展,系统评述了多种不同的光纤输电线路状态监测技术,提出了未来的研究重点及思路。首先,介绍了光纤布喇格光栅传感、光纤分布式传感、光纤干涉传感的测量原理,对比了不同光纤传感技术的优缺点和适用条件。其次,重点阐述了光纤传感器在架空输电线路与高压电缆状态监测领域的研究进展,梳理了现有研究对输电线路静态、低频及高频状态量感知的研究脉络和测量效果。再次,结合输电线路运行状态监测需求,重点分析了现有技术尚未攻克的难点问题。最后,阐述了研究的关键点和未来的研究方向,期望对输电线路的数字化转型发展提供参考。

两级解调FBG传感复用技术

采用两级解调的方法,优化了WDM/SDM光纤光栅传感复用系统的解调规则,探索了采用双解调系统,同时对光纤光栅传感阵列进行解调以提高传感系统解调速度的方法.在系统设计中采用PetriNet理论来解决多解调系统协调运行的问题·通过构建双解调四通道的布喇格光纤光栅应变传感复用系统验证了多解调复用技术的可行性,采用排队论理论,模拟仿真了双解调系统的性能·理论分析和实验表明双解调系统的平均等待时间比传统的解调方法的平均等待时间低一个数量级·

光纤布喇格光栅应力增敏理论研究

提出了一种光纤布喇格光栅应力增敏的模型,推导了该模型的应力与光纤布喇格光栅中心波长相对偏移量之间的关系,以及增敏后的光纤布喇格光栅应力响应灵敏度系数的表达式,给出了该增敏模型的弹性模量计算公式,指出通过适当选择弹性体的弹性模量和尺寸,可以提高光纤布喇格光栅应力响应灵敏度。

基于BP算法和FBG传感的复合材料冲击定位检测技术

复合材料在服役过程中易受到外部的低能量冲击,造成不可见损伤,为了监测复合材料健康状况,将光纤布喇格光栅(FBG)传感网络粘贴布置于碳纤维复合材料表面,采用基于反向传播(BP)神经网络系统的智能复合材料冲击定位识别技术,获取FBG传感的时域信号响应值,从而进行了复合材料冲击位置的预判。结果表明,BP神经网络算法具有非线性逼近能力强、容错率高和自适应能力强等优点,可以实现复合材料层合板的参数化识别定位,且预测结果与待测复合材料层合板总长度比值小于0.1。该FBG传感系统可为智能化复合材料冲击损伤自调整和自修复能力提供更准确的信息。

基于法布里-珀罗标准具和多光栅校准的光纤布喇格光栅波长解调系统

为了消除由法布里-珀罗标准具的干涉峰偏移引起的光纤布喇格光栅波长解调误差,采用多参考光栅进行法布里-珀罗标准具波长校准,搭建了相应的光纤布喇格光栅解调平台.将待解调光栅、法布里-珀罗标准具和多个参考光栅分别接入采样通道,用多个参考光栅对法布里-珀罗标准具进行波长校准,得到准确度较高的标准具干涉峰波长,再以此波长计算待测光栅波长,降低了校准误差.实验结果表明,利用该方法搭建的光纤布喇格光栅解调系统校准的重复性误差小于1.6pm,波长解调误差低于1.8pm.