基于小波分析的光栅振动传感匹配检测方法

光栅传感技术具有灵敏度高、测量精度高的优势,采用光栅传感检测振动信号的方式在结构振动测量方面具有广泛应用。研究基于小波分析的光栅振动传感匹配检测方法,将检测振动传感的过程视为匹配光栅解调过程,采用小波阈值去除振动信号噪声,在不同尺度中选取合理阈值,高于阈值的小波系数即为小波预测系数,得到小波预测系数后,依据小波逆变重构去噪信号;基于匹配光栅检测信号原理设计基于单片机的匹配解调系统,解调去噪后的振动信号为光信号,完成光栅振动传感匹配检测。测试结果显示:该方法去噪均方根误差仅为1.2×10^-3;匹配光栅解调灵敏度高达2.46×10^-3pm,解调精度相比同类方法高约20%,是一种高性能的光栅振动传感匹配检测方法。

基于光纤布拉格光栅的超声无损检测系统研究

针对传统超声无损检测系统易受电磁干扰、使用场合受限等问题,在分析光纤布拉格光栅(FBG)基本传感原理和光纤布拉格光栅对超声波的传感特性的基础上,提出基于光纤布拉格光栅的超声无损检测系统。搭建了实验系统,利用信号发生器和功率放大器激励压电晶片产生超声波,并通过光纤布拉格光栅代替传统超声探头检测超声信号,采用结构简单、复用性好、检测效率高的透射式匹配光栅解调法实现光纤光栅波长信号的解调。对含有不同尺寸的狭缝缺陷的铝板试样进行检测,得到了超声波经过不同缺陷后的时域和频域信号,实验结果表明,该系统能够准确识别铝板中不同尺寸的缺陷,当铝板中有狭缝缺陷存在时,FBG探测到的超声信号的幅值会发生衰减,且缺陷尺寸越大,超声信号的幅值衰减越明显,验证了该系统的可行性。

一种准分布式光纤光栅传感实验仪的设计

本文设计的实验仪采用FBG应变传感原理、准分布式技术和匹配光栅解调法,克服了现有同类仪器相对缺乏且多为单点测量的不足。本设计采用结构相同的双悬臂梁分别作为传感与解调机构,应变的模拟与测试在仪器内部即可实现。该实验仪可完成FBG准分布式实验教学,作为相关课程的教学实验设备;亦可用作解调仪对外界匹配光栅的传感量进行解调。

基于光纤布拉格光栅加速度传感器的振动监测系统

振动广泛存在于我们日常的工作和生活中,大型设备与建筑物等的异常振动会给人类的生活带来严重的危害。研究出一套光纤布拉格光栅加速度传感器组成的振动监测系统,克服了传统电磁类加速度传感器的诸多固有缺陷,对设备与建筑物进行高质量的振动测试与分析,以保证工程结构的安全运行,具有重大的经济意义以及社会意义。

光纤光栅应力传感器信号检测中双值问题的研究

介绍了采用匹配光纤布拉格光栅解调法 (detectorFBG)进行强度解调的基本原理 ,选择反射谱与传感光纤布拉格光栅 (sensorFBG)反射谱部分重叠的解调光栅 ,通过探测解调光栅反射光强的变化进行解调。对这种光栅匹配解调法引起的反射光功率与应力为高斯函数而不是线性对应的问题———双值问题进行了研究 ,提出了一种新颖的多档光栅并联解调的解决方案 ,选择并联解调光栅的中心波长和带宽 ,从而实现所传感的应力与探测到的光功率之间的线性对应 ,并建立理论模型进行了模拟 ,从理论上进行了公式推导。最后以两档光栅并联解调为例 ,用实验证明了该方案切实可行 ,同时达到的传感范围为 5 2 2 με,测量精度为 2 6 με。