粘接层弹性模量对光纤Bragg光栅传感器应变传递性能的影响

考虑光纤Bragg光栅(FBG)粘接层的材料特性会直接影响FBG传感器的应变测量精度,本文根据粘接层应变传递模型,结合应变传递系数K的表达公式,在确定粘接层结构尺寸参数的前提下,仿真分析了粘接层弹性模量对应变传递系数K的影响。分析结果表明,金属材料的应变传递效率明显优于有机胶的应变传递效率。进行了传递效果评价对比试验,结果表明,铅粘接层的应变传递系数维持在0.98左右,环氧树脂粘接层的应变传递系数维持在0.90左右,前者比后者的应变传递效率提高了约8.9%,显示将粘接材料由环氧树脂改进为铅后,可大大提高应变测量的精度,更加充分发挥光纤器件自身优越的应变测量能力。

分离应变和温度的差动式光纤Bragg光栅传感器

作为传感元件,被光纤Bragg光栅测量的物理量的信息是一种波长编码的绝对测量,然而,其本质的限制是对多变量的交叉敏感。实验表明:温度波动严重干扰了应变式光纤Bragg光栅传感器的测量,拉、压应变的标准误差为0 21nm和0 20nm.根据粘贴于悬臂梁上、下表面的光纤光栅的Bragg波长响应温度和应变的差异,分离了应变和温度的耦合信号,拉、压应变的标准误差降低到了0 005nm和0 20nm.根据粘贴于悬臂梁上、下表面的光纤光栅的Bragg波长响应温度和应变的差异,分离了应变和温度的耦合信号,拉、压应变的标准误差降低到了0 05nm和0 07nm.值得注意地是:在该机械补偿方案中,温度检测不是必需的。

光纤Bragg光栅传感器在锚固工程中的应用

针对锚杆检测问题 ,提出了采用光纤Bragg光栅传感技术进行锚杆监测的新方案 ,详细介绍了光纤Bragg光栅锚杆监测系统的工作原理及主要构成 ,进行了工程现场与常规技术的对比实验 .结果表明 :光纤Bragg光栅传感器具有精度高、能测量绝对数值、抗干扰能力强、结构简单和长期稳定性好的优点 ,可以实现实时在线监测 ,具有极大的应用和发展前景 .

光纤Bragg光栅传感器在土木工程中的应用

在介绍了光纤Bragg光栅传感器的基本原理和解调方法后 ,对光纤Bragg光栅传感器在土木工程中的国内外的应用作了详细的综述 ,探讨了光纤Bragg光栅传感器用于土木工程检测时的一些关键问题 。

光纤Bragg光栅传感器温度和应变的双参量同时测量

分析光纤 Bragg光栅传感器的温度应变交叉敏感机制 ,利用光栅对实现了温度和应变的双参量同时测量 ,有效的消除了交叉敏感对 FBG型传感器测量精度的影响 .

光纤Bragg光栅传感器在钻井井壁监测中的应用

为了克服传统电测法在钻井井壁监测中的缺陷,根据钻井井壁施工工艺和地质条件等,提出了井壁节数及传感器布设方案,并采用光纤Bragg光栅传感器(FBG)对唐山温家庄铁矿钻井井壁下沉过程进行实时监测,监测内容为井壁外壁所受压力、混凝土应变以及钢筋应力,并对监测数据处理分析,分析结果表明:FBG对钻井井壁的监测数据可达理论值的95%～98%,监测数据能够及时、准确地反映钻井井壁受力变化情况,保证了监测的可靠性、稳定性与重复性。

光纤Bragg光栅传感器在智能船舶结构中的应用

光纤光栅传感器除具有一般普通光纤传感器体积小、灵敏度高、带宽宽、抗电磁干扰能力强和耐腐蚀外,还具有易集成、本征自相干性好、波长编码、可实现实时测量和分布式测量等独特优点,近年已成为新型传感及国际智能结构领域中的研究热点.文章介绍了光纤Bragg光栅传感器的基本原理,综述了其在国外船舶结构中的应用,分析了光纤Bragg光栅传感器在信息化智能舰船中能起到的作用和在智能船舶结构中应用的关键技术.

光纤Bragg光栅传感器在煤岩声发射预测中的应用

为克服以往声传感器在煤岩环境下易受电磁干扰、灵敏度低和无法实现长距离传输管线的监测,同时为了克服以往传感器在搜集声发射信息传播过程中的衰减的弊端。文章提出了"听诊式"光纤Bragg光栅声发射传感器,对声发射信号进行收集,进而来判断岩石的稳定程度。在实验室建立起煤矿巷道的物理模型,在每个岩样的测试点采用煤岩声发射预测系统。根据现场在实验室进行模拟。实验结果表明:该检测系统能够提供详细的巷道煤岩的声发射信息的分布情况,从而实现及时准确的报警,以便工作人员作出相应的针对措施。

光纤Bragg光栅传感器在桥梁工程中的应用

本文概述了光纤Bragg光栅传感器(FBG)的组成、原理、类型及特点,介绍了目前光纤Bragg光栅传感器在国外桥梁工程中的研究及应用情况以及国内应用实例,并分析了现有应用的不足之处,指出了光纤Bragg光栅传感器在桥梁结构健康监测应用中的发展方向。

光纤Bragg光栅传感器在冷饭盒大桥的应用

分析了光纤 Bragg光栅波长变化与应变的关系 ,通过等强度梁试验具体验证了这种关系 ;研究了光纤 Bragg光栅传感器的布设工艺 ,并在冷饭盒大梁的施工过程中成功地布设了 1 0 0多个光纤 Bragg光栅应变传感器与 2 0个温度传感器 ;布设的传感器监测了施工过程的钢筋应变历程 ,监测结果表明埋入的光纤 Bragg光栅传感器可以方便地监测 ,具有良好的稳定性与耐久性 。

光纤Bragg光栅传感器在道路工程中的应用

由于光纤Bragg光栅传感器具有一般传感器不可比拟的优点,其应用越来越广泛,但在道路工程中的应用还不是很多。在对光纤Bragg光栅传感器的机理介绍基础之上,对于该传感技术在路面结构层三向应变场的监测、动水压力的测定、沥青路面车辙的计算预估等方面的应用研究进行了叙述,并采用其他路用性能检测手段,对比了其监测结果。结果发现其应用具有可行性,同时提出一些应用时需要注意的问题,以保证其监测结果的准确性。

光纤Bragg光栅传感器在矿井巷道锚杆应变监测中的应用

针对目前矿井巷道普遍采用的机电类传感器存在的检测灵敏度低、抗干扰能力差、使用寿命短等不足,提出将光纤Bragg光栅(FBG)传感器应用于煤矿巷道支护锚杆的应变监测中。光纤Bragg光栅的谐振波长与光栅的周期以及纤芯的有效折射率有关,当这些参数由于外界应力的变化而发生改变时,其谐振波长会相应发生变化,因此通过检测谐振波长的变化量,即可实现对应变的传感监测。模拟实验表明,光纤Bragg光栅传感器监测结果准确,为矿井巷道支护锚杆的应变监测提供了一种行之有效的方法。

光纤Bragg光栅传感器在土木工程监测中的应用

通过对光纤光栅在土木结构健康监测中的应用,着重介绍了光纤B ragg光栅传感器的原理、理论基础、应用前景以及在具体工程中的应用情。

光纤Bragg光栅传感器在变压器铁芯测温中的应用

影响变压器绝缘老化的主要因素之一是运行时铁芯的温度。铁芯温度越高,绝缘老化越快,变压器寿命也就越短。研制了一种利用光纤Bragg光栅测量变压器铁芯温度的传感器,将套有陶瓷套管的光纤Bragg光栅温度传感器安装在变压器铁芯中柱上轭表面。当铁芯的温度发生改变时,与其接触的光纤Bragg光栅的温度也随之改变,导致光纤Bragg光栅中心波长移位,从而实现对变压器铁芯温度的测量。运行电压为75V和100V的恒定负载实验表明,恒定电压下,环境温度为15℃时,0～105min内光纤Bragg光栅中心波长分别稳定在1552.289nm和1552.299nm,变压器铁芯的温升值分别为17℃和18℃。

光纤Bragg光栅传感器测试技术研究进展与展望(Ⅰ):应变、温度测试

综述了土木工程中用于结构应变和温度测试的各种光纤Bragg光栅传感器的研究现状,对其存在的问题进行了分析并指出其发展方向.从传感器制作方面分类介绍了管式、基片式和嵌入式封装应变传感器,增敏型和不受应变干扰的温度传感器,应变和温度同时测量传感器的最新成果.并概括了各种传感器的基本原理,总结了其优点和不足.通过对光纤光栅传感器特点和土木工程结构测试需求的综合分析,指出光纤光栅传感器在混凝土中的埋入技术及光纤光栅传感器的实用性、在结构中的优化布置、耐久性和长期稳定性等问题还需要进一步研究.

光纤Bragg光栅传感器在大坝安全监测中的应用及前景

押概述了光纤Bragg光栅传感器(FBG)的组成、原理、类型及特点,介绍了目前光纤Bragg光栅传感器在水电工程中的研究以及国内应用实例。分析了现有应用的不足之处,指出了光纤Bragg光栅传感器在大坝安全监测中的应用及前景。

基于单片机的光纤Bragg光栅传感器的解调系统

长期以来 ,对光纤Bragg光栅传感器反射波长的检测是采用光谱仪 ,随着光纤Bragg光栅传感器应用的不断发展 ,光谱仪表现出越来越多的局限性。本文利用调谐法布里 -珀罗腔多光束传播 ,当法布里-珀罗腔满足特定条件时其透射光可达到最强或最弱原理 ,建立了F -P腔解调系统模型 ,通过检测F-P腔的相关参数而得到所测的参变量 ;根据光纤Bragg光栅自身特性 ,建立了匹配滤波法解调系统模型 ,应用另一光纤Bragg光栅跟踪被测光纤Bragg光栅的变化 ,从而得到所测量 ;论文指出了应用时在这两种解调方案中需要解决的关键问题。为了提高系统测量的准确性和实时性 ,系统采用单片机系统处理相关数据信息。本文系统详细阐述了在解调系统中单片机的应用及相关接口模型 。

光纤Bragg光栅传感器及其应用

基于光纤B ragg光栅(FBG)特点及传感原理,将其应用在电气设备的绝缘故障检测中。电气设备的绝缘故障发生之前,通常伴随热传递,而FBG对温度非常敏感,因而,可以通过FBG传感器监测温度来确定电气设备是否有绝缘故障发生。试验结果显示:FBG抗干扰能力强,可在恶劣环境下工作,且温度分辨力为0.1℃,能够得到较传统传感器更好的效果。介绍了一种通过监测温度来检测高压设备故障的方法,阐述了高压设备故障在线监测系统的功能和应用。

光纤Bragg光栅传感器高速冲击试验研究

光纤Bragg光栅是一种性能优良的敏感元件,光纤Bragg光栅传感器在很多领域得到了应用。通过霍普金森压杆上的冲击试验研究了光纤光栅的动态响应能力,试验表明Bragg光栅能够正确响应不同频率的冲击信号,解调仪能够正确并快速解调出高速动态激励信号,同时Bragg光栅在受拉和受压时以及动态和静态灵敏度基本一致。光纤光栅传感器能够应用于武器侵彻爆炸等强冲击、恶劣环境下动态应力应变的测试。

一种实时校准的光纤Bragg光栅传感器解调系统

为了提高光纤Bragg光栅(FBG)传感器阵列的信号解调精度,基于窄带光源问讯解调原理,提出了引入带标记热稳定标准具模块来实现实时校准的方案,利用12位A/D采集模块将信号采入计算机,在虚拟仪器软件LabVIEW下处理信号,峰值检测方法为分段寻峰。实验表明:该方案对FBG传感器中心波长位移的最大解调精度为1 pm,相对于无实时校准模块方案下的解调精度提高了10倍以上,在应变为1×10-4的范围内,测量误差小于1.5×10-6。