基于AWG的耐高温长周期光纤光栅应变监测信号解调技术研究

对一种耐高温的长周期光纤光栅应变检测信号解调技术进行了研究。首先对耐高温光纤光栅的制备方法和高温性能进行了分析和测试,然后采用阵列波导光栅(AWG)器件,对基于等强度悬臂梁的应变检测信号解调技术进行了研究,证实了AWG信号解调技术具有结构简单、技术新颖以及性能可靠的特点。在AWG解调方法中对测试数据的谱线重塑方法进行了讨论,并采用数据融合算法对温度交叉敏感的温度补偿算法进行了实验研究,取得了明显的温度补偿效果。

无胶化封装的光纤Bragg光栅高温应变传感器及其特性研究

提出了一种全新的具有极好温度自校正能力的光纤Bragg光栅高温应变传感器结构,并提供一种新的封装方式能够实现在250℃高温环境下应变的高精度测量并且具有极好的稳定性和重复性,可应用于250℃左右的环境下大型机械等接触式高精度应变测量,另外该结构简单能够实现量产,对高温环境下的工程应用具有很好的实用价值。通过实验获得传感器在250℃左右的应变测量灵敏度约为369.4 pm/N,线性度为R2=0.999 2。

基于粒子群优化Elman神经网络的流量温度复合测量

针对光纤布拉格光栅(fiber Bragg grating,FBG)传感器应变温度交叉敏感问题,提出了基于粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)Elman神经网络的温度补偿算法。首先,基于流体力学和FBG传感原理,设计了探针式FBG流量温度复合测量传感器,分析了流量温度复合传感机理;然后,搭建了流量温度复合测量实验平台获取测量数据,进行了误差分析;最后,利用PSO优化Elman神经网络获取最优隐含层数和最优函数组合,构建PSO-Elman算法模型对测量数据进行温度补偿,补偿后FBG传感器在流量2—30 m^(3)/h范围内,流量最大误差、均方误差分别为0.086 m^(3)/h和0.0027 m^(3)/h,温度最大误差、均方误差分别为0.084℃和0.0017℃。实验结果表明:该传感器可实现管道内流体流量温度复合测量,结合PSO-Elman算法可以有效降低应变温度交叉敏感引起的误差,显著提升传感器测量性能。

分布式FBG建筑结构健康监测系统

目前,建筑结构健康问题已经越来越受到人们关注。文章基于分布式光纤布喇格光栅(FBG)技术,提出了建筑结构健康监测系统的组成框架,介绍了其工作原理,并对系统容量限制、应变/温度交叉敏感和信号解调等几个关键问题进行了讨论、研究。该方案为建筑结构从定期安全检测模式向预测检修模式转变提供了重要的技术保障,最终实现了建筑物抗震减灾的智能化。

Method of correlation function for analyzing cross-sensitivity of strain and temperature in fiber grating sensors

A novel method of correlation function for analyzing cross-sensitivity between strain and temperature is reported for the first time in this paper. Using the new method,the correlative characteristics between strain and temperature of fiber Bragg grating sensors are studied both theoretically and experimentally The experimental results accord with the theoretical calculations.