基于全同弱光纤Bragg光栅阵列的铁路轨道监测系统

现有的铁路轨道监测主要采用电类传感技术,易受电磁场、外界环境的影响,存在着安全的隐患。因此,采用基于全同弱光纤光栅(wFBG)阵列的铁路轨道应变在线监测技术,用于实时监测轨道的占用情况。通过有限元模拟仿真设计出能感测铁路应变的传感器结构,研究了传感器的封装技术。通过检测wFBG波长漂移得到应变信号从而实现高灵敏度应变测量。采用全同wFBG阵列对传感器和系统进行了实验室和现场实验研究。结果表明:该传感结构可以实现较小的光学损耗,并且能够保证传感器的灵敏度达到3.4 pm/με,线性度达到0.997 82,迟滞误差达到0.8%。该铁路轨道在线监测系统可以满足铁路运行管理的实际需要。

啁啾光栅解调的FBG传感阵列系统研究

本文针对分布式Bragg光栅测量系统解调速度慢的问题,利用Bragg光栅在均匀啁瞅光栅中产生时延的线性关系,提出负载波相位调制技术和啁啾光纤光栅相结合的方法,将波长变化转变为相位变化实现波长信号的解调。实验表明该解调方案有效可行,且可获得较高的测量精度和响应速度。

分布式Bragg光栅应力测量系统的研究

提出了一种分布式Bragg光纤光栅应力测量系统,利用Bragg光栅作为传感基元,采用宽带光源和可调谐滤波技术对Bragg光栅阵列信号解调,实现分布式应力测量。通过理论分析和实验研究证实了系统方案的可行性,该系统应变测量的分辨率达到了33nε。