基于拉力传感监测的富营养化水体释放气体速率的测定方法

该文提出了一种采用拉力传感设备监测富营养化水体释放气体速率的测定方法,通过拉力传感设备全天候实时标定富营养水体释放气体质量数据,并采用服务器通过无线传感网络采集气体质量数据并标定每条气体质量数据的时间坐标。试验结果表明,该测定方法能够检测出高温光照充足环境下水体近光层气体释放速率范围为57~539 g/（m2·h）,低温无光照环境下气体释放范围为49~280 g/（m2·h）,从而测定了富营养水体近光层释放气体量随时间的变化特性和气体释放速率与环境光照及温度的相关性。同时,分时段气体释放速率为富营养化水体N2O、N2通量的测定提供了准确有效的数据基础。

液晶光纤法珀拉力传感器不同波长下的传感研究

在建筑设施、电力传输、运动器材和工矿等行业,拉力是一个需要监测的物理量。由于光纤自身的抗电磁干扰,长距离传输等优势,光纤拉力传感器可以胜任多种复杂环境的传感工作。本文将液晶、光纤谐振腔和弹性套管结合,制作出基于游标效应的单臂液晶光纤法珀拉力传感器。分别研究单臂液晶光纤法珀拉力传感器在不同波长、不同厚度的套管封装情况下光谱特性和传感灵敏度。该传感器具有传感灵敏度高、成本低、重复性好等优点。

基于圆环形薄壁截面梁的温度自补偿拉力传感器

提出一种基于圆环形薄壁截面梁的温度自补偿的拉力传感方法。将2个反射波长相同的光纤布拉格光栅(FBG)刚性粘贴于圆环形薄壁截面梁的外表面,其间距为相距90°。当拉力的作用线与其中一个光栅在同一直径上时,2个光栅反射峰的间距与拉力的大小呈线性关系,而对温度变化不敏感,从而实现了温度自补偿的拉力传感。实验中,温度自补偿传感的拉力达到7 kgN。

化学镀Ni-P光纤布拉格光栅的均匀轴向拉力响应

研究了化学镀Ni-P涂敷后光纤布拉格光栅(ENFBG)的均匀轴向拉力响应特性。利用其轴对称特性,分析了光栅的应力及应变状态;采用有限元方法数值分析了光栅应变,并实验验证了数值分析结果。数值分析表明:处于纤芯处的光栅被均匀拉伸,剪应变远小于正应变,可忽略;正应变与轴向拉力成正比,ENFBG中心波长的变化正比于均匀轴向拉力变化;但由于化学镀层与光纤力学特性的差异,镀层对FBG轴向均匀拉力响应起去敏作用。当化学镀层厚度为7.25μm时,ENFBG的均匀轴向拉力实测灵敏度为12.45pm/MPa,相关系数为0.999 6,理论计算值为12.744pm/MPa,但随着镀层厚度的增加,灵敏度呈下降趋势。镀层在为FBG提供良好保护的同时,ENFBG中心波长对于轴向拉力保持线性响应。实验显示ENFBG是性能良好的轴向拉力传感器。

新型光纤应力弯曲与拉伸敏感元件的设计与测试

提出并制作了一种弯曲形变与应力拉伸可区分测量的全光纤敏感元件。全光纤敏感元件使用193nm ArF准分子激光器在单模-色散补偿-单模的干涉上刻写光栅,组成光栅和迈克尔逊干涉的并联结构。分析了光纤敏感元件对弯曲和应力拉伸的响应机理。对光纤敏感元件进行了弯曲和拉伸测试,实验结果表明：在0-1.4m-（-1）曲率下,1524.27nm处干涉波谷的弯曲灵敏度为4.53dB/m-（-1）,线性度为0.991,光栅布拉格谐振峰处的能量基本不发生变化;在0-500με拉伸形变范围内,1524.27nm处干涉波谷的形变拉伸灵敏度为-1.02pm/με,线性度为0.979。布拉格谐振模式的形变拉伸灵敏度为0.615pm/με,线性度为0.990。所提光纤敏感元件能够区分测量弯曲形变和应力拉伸,其在工业应用具有较好的前景。