基于光纤光栅传感阵列和BP神经网络的悬臂梁裂缝损伤识别

本文介绍了光纤光栅应变传感阵列的传感原理和BP神经网络算法,实验研究了光纤光栅传感阵列检测金属悬臂梁在受力状况下有损和无损情况的应变变化,以悬臂梁应变的变化量作为神经网络的输入数据,利用BP神经网络算法对金属悬臂梁的损伤进行损伤识别。通过网络的学习和训练,BP神经网络的实际输出和期望输出十分接近,由此说明,光纤光栅传感阵列结合BP神经网络可实现金属悬臂梁的裂缝损伤识别。

分布式大容量光纤光栅传感网络的组网技术

基于光纤光栅复用传感原理,结合F-P可调谐滤波技术,采用波分复用与空分复用相结合的方法构建光纤光栅复用传感网络,并对传感网络中的电源、可调谐滤波器、光电探测器、光开关及传感光纤光栅阵列的组成等进行分析和选择,提出了结构优化的分布式、大容量光纤光栅传感网络的组网方案。通过在光路中使用F-P标准具和参考光栅对波长值进行标定和校准,提高了传感系统的测量精度,为构建大容量、高精度、实时性强的光纤光栅传感系统提供了设计参考。分布式大容量光纤光栅传感网络在多点、多参量和大空间范围传感测量领域具有广阔的应用前景。

基于B样条拟合的光纤光栅机敏柔性结构形态重构

研究了细长机敏柔性结构的三维形态拟合与重构方法以实现高性能飞行器结构形态主动监测。首先,介绍B样条曲线拟合基本原理,分析基于正交曲率信息的空间三维曲线重构算法和实现步骤,并进行了数值仿真分析;构建了机敏结构模型和实验环境,基于Visual C++平台和OpenGL技术开发了可视化软件;然后,描述正交分布式光纤光栅传感阵列曲率检测方法,分析与验证了实验模型结构的三维空间形态拟合与重构实验;最后,采用B样条与线性插值两种拟合算法分别对半径为50 cm的标准圆形态进行坐标拟合和对比。实验结果表明,B样条拟合算法具有更好的拟合重构效果,其拟合坐标标准差是线性插值拟合算法的40%。光纤光栅机敏柔性结构空间形态重构与可视化效果良好,验证了B样条拟合算法的高精度和低误差特性。

端面反射引起的光纤光栅传感阵列的串扰分析

对光纤端面反射引起的光纤光栅阵列的信号串扰进行了理论分析和计算,并通过实验测试了端面反射引起的传感阵列阵元的信号串扰值。根据阵列信号串扰产生的机理提出了光纤端面反射的抑制方法,通过实验对该方法进行了验证。对光纤端面反射进行抑制后,实验得到阵列端面反射引起的串扰小于-70dB,可满足光纤光栅传感阵列的实际使用需求。

基于光栅阵列传感的线型结构体应变监测研究

线型结构体应变监测技术在大型结构安全监测等领域中应用需求广泛。光纤传感技术中的新一代光栅阵列传感技术具备传感单元密度高、应变测量精度好、响应速度快、抗电磁干扰、可靠性高、使用寿命长等技术优势,能够有效提升线型结构体应变监测系统的各项性能指标。通过在实验室场景下开展模拟试验研究,显示了光栅阵列传感技术能够检测到线型结构体的变形过程及瞬时状态,具备较快的响应速度及较高的监测精度,证明了该技术在线型结构体分布式应变监测实际应用中的可行性。

模拟高性能飞行器翼面结构形态的非视觉检测

针对高性能飞行器实验模型结构的翼面形态感知与重构技术要求,提出一种基于光纤光栅传感器阵列的翼型结构形态实时检测与可视化重构方法。首先,在分析光纤光栅结构曲率检测技术的基础上,进行基于分布式曲率感知信息的翼面结构形态实时重构算法研究;其次,针对实验模型结构振动响应特性与有限元分析结果,研究分布式光纤光栅传感器阵列优化布置方案;最后,构建飞行器模型结构实验平台与开发可视化软件环境,进行翼面结构静态形变与振动形态实时感知与重构实验分析与验证。结果表明,实验模型翼面结构形态实时感知与重构效果良好,较精确地反映了结构静态形变与振动形态的变化,验证了所提非视觉结构形态检测方法与技术的可行性与有效性。

中医推拿数字实现的关键科学问题

以"中医推拿测量仪器"为关键词索引中国知网,得到中文学术文献样本62篇;统计发现"中医推拿测量仪器"学术研究由规范化操作、高技术化教学训练、手法力的感知分析、机器人机构设计和测量仪器设计等5个方向构成;中医推拿手法是多物理场医疗作用,没有高技术化的推拿作动多场传感器测量支撑,推拿手法的定量化、规范化和标准化操作,科学化和现代化教学,微观化、精密化、定量化感知,机器人化和智能化作动实现,以及测量仪器设计,都将难以实现。同时,创建基于"互联网+"的推拿网络诊疗服务模式,必先创建推拿手法数字化数据库,而其前提就是创建推拿测量高技术传感器系统。故而"中医推拿手法测量传感器"是中医推拿科学化、规范化和网络化不可回避的关键和核心的科学问题,柔性光纤光栅传感阵列将是实现中医推拿手法多场测量的研发方向。

螺旋线慢波结构夹持性能测试方法研究

提出了一种由螺旋线慢波结构热分布特性来获知其夹持性能的方法.设计了基于光纤光栅和热电偶的分布式温度测试平台,计算和分析了光纤光栅等测温元件对慢波结构散热特性的影响.搭建了实验系统,研制了分布式微型光纤光栅温度传感阵列,并对某型X波段行波管慢波结构进行对比测试.结果表明,实验获得的温差曲线可准确判别慢波结构夹持性能的优劣,且不破坏器件结构与性能.