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Axial Micro-Strain Sensor Based on FM-FBG via Dual-Mode ML-FMF in Sensor Networks
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作者 Xiao Liang Zhaoxin Geng +2 位作者 Jingcong Li Pengyu Zhang Wenqiang Liu 《Journal of Computer and Communications》 2020年第10期1-6,共6页
<div style="text-align:justify;"> An in-fiber axial micro-strain sensor based on a Few Mode Fiber Bragg Grating (FM-FBG) is proposed and experimentally characterized. This FM-FBG is in inscribed in a m... <div style="text-align:justify;"> An in-fiber axial micro-strain sensor based on a Few Mode Fiber Bragg Grating (FM-FBG) is proposed and experimentally characterized. This FM-FBG is in inscribed in a multi-layer few-mode fiber (ML-FMF), and could acquire the change of the axial strain along fibers, which depends on the transmission dips. On account of the distinct dual-mode property, a good stability of this sensor is realized. The two transmission dips could have the different sensing behaviors. Both the propagation characteristics and operation principle of such a sensor are demonstrated in detail. High sensitivity of the FM-FBG, ~4 pm/με and ~4.5 pm/με within the range of 0 με - 1456 με, is experimentally achieved. FM-FBGs could be easily scattered along one fiber. So this sensor may have a great potential of being used in sensor networks. </div> 展开更多
关键词 Micro-Strain Sensor ML-FMF Dual-Mode Fiber FM-fbg Sensor network
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FBG传感网络技术研究 被引量:20
2
作者 鲍吉龙 章献民 +1 位作者 陈抗生 周文 《光通信技术》 CSCD 北大核心 2001年第2期84-89,共6页
系统分析和总结了现有 FBG传感技术的复用结构和系统性能 ,并依据复用方式的频域、时域和空间特性 ,从网络拓扑结构的角度 ,提出把 FBG传感网络划分为波分复用网络、时分复用网络、空分复用网络、频分复用网络和混合复用网络 ,在此基础... 系统分析和总结了现有 FBG传感技术的复用结构和系统性能 ,并依据复用方式的频域、时域和空间特性 ,从网络拓扑结构的角度 ,提出把 FBG传感网络划分为波分复用网络、时分复用网络、空分复用网络、频分复用网络和混合复用网络 ,在此基础上比较了各种复用方式的优缺点 ,并针对网络实用化开发提出了自己的观点 ,从而为 FBO传感网络拓扑结构及性能的研究提供了参考。 展开更多
关键词 光纤光栅 传感器 fbg网络 fbg
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波分复用分布式FBG传感网络 被引量:13
3
作者 黄俊斌 尹进 +3 位作者 张心天 姜德生 周祖德 陈定方 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2003年第12期9-11,共3页
提出并实现了一种可满足工程实用要求的波分复用光纤光栅传感网络解决方案,系统通过可调谐光纤F P滤波器的连续扫描实现波长信号的解调,该传感系统扫描带宽50nm,单点工作带宽5nm,对一般应用系统每根单纤可设20~30个点,系统最高扫描频率... 提出并实现了一种可满足工程实用要求的波分复用光纤光栅传感网络解决方案,系统通过可调谐光纤F P滤波器的连续扫描实现波长信号的解调,该传感系统扫描带宽50nm,单点工作带宽5nm,对一般应用系统每根单纤可设20~30个点,系统最高扫描频率200Hz,分辨力5pm(约5×10-6或0.5℃)。 展开更多
关键词 波分复用 光纤光栅 传感网络 光纤布喇格光栅 波长解调
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基于FBG传感器网络的煤矿巷道在线监测系统设计 被引量:8
4
作者 王涛 李川 +3 位作者 倪建明 陈贵 刘文革 田驰 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2014年第5期115-117,124,共4页
在掘进和采煤的过程中,巷道围岩的受力情况复杂多变,因此,巷道离层位移和围岩压力的实时监测是保证巷道正常工作的一个重要因素。设计了一种基于FBG传感器网络的煤矿巷道在线监测系统。该系统实现井下700 m数据采集,井上分析处理,可提... 在掘进和采煤的过程中,巷道围岩的受力情况复杂多变,因此,巷道离层位移和围岩压力的实时监测是保证巷道正常工作的一个重要因素。设计了一种基于FBG传感器网络的煤矿巷道在线监测系统。该系统实现井下700 m数据采集,井上分析处理,可提供时序趋势变化、结构分布变化和阈值报警等功能。根据朱仙庄煤矿巷道的特点,系统安装4只FBG位移传感器、4只FBG土压力传感器和4只FBG温度传感器,对巷道掘进区域的离层位移、围岩压力和温度变化进行在线监测。监测结果表明:系统对离层位移、围岩压力和巷道温度变化反映灵敏,能够有效保证巷道掘进的正常进行,且为后续巷道施工提供数据支持和理论依据。 展开更多
关键词 煤矿巷道 fbg传感器网络 在线监测 离层位移 围岩压力 温度变化.
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全光网中基于FBG的OADM设计研究 被引量:3
5
作者 王建忠 刘永智 《应用光学》 CAS CSCD 2004年第4期26-28,共3页
 提出一种全新的OADM(OpticalAdd-DropMultiplexers)结构设计,此结构仅采用一个多端口环行器,大大减少了环行器的数量,节约了成本。若要上/下路一个波长,则只需要一个FBG(FiberBraggGrating);若要同时上/下路多个波长,则需要2m个FBG。...  提出一种全新的OADM(OpticalAdd-DropMultiplexers)结构设计,此结构仅采用一个多端口环行器,大大减少了环行器的数量,节约了成本。若要上/下路一个波长,则只需要一个FBG(FiberBraggGrating);若要同时上/下路多个波长,则需要2m个FBG。计算机仿真实验证明此结构比H.Yuan提出的结构具有更低的损耗,对全光网络的实现具有重大的意义。 展开更多
关键词 波分复用 OADM fbg 全光网络 设计
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基于径向基函数网络的FBG传感光谱的重构 被引量:3
6
作者 杨广学 尹丽静 康守强 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2007年第10期12-14,共3页
针对光纤Bragg光栅(FBG)解调系统中由于传感器部分脱粘、数据采集的量化误差引起的系统性能的非理想性,FBG反射回的光谱会发生失真。如果直接利用峰值检测法进行波长检测,存在较大的检测误差。于是便提出了用径向基函数网络(RBFN)拟合... 针对光纤Bragg光栅(FBG)解调系统中由于传感器部分脱粘、数据采集的量化误差引起的系统性能的非理想性,FBG反射回的光谱会发生失真。如果直接利用峰值检测法进行波长检测,存在较大的检测误差。于是便提出了用径向基函数网络(RBFN)拟合光纤光栅反射后的失真光谱的方法,此法与峰值检测法、高斯曲线拟合法相比,能够更大程度地减小波长检测的误差,提高解调的精度,并且,能够对多个光栅光谱进行重构。 展开更多
关键词 光纤BRAGG光栅 径向基函数网络 曲线拟合 传感器
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一种FBG载荷定位的温度补偿方法 被引量:3
7
作者 苗苗 袁慎芳 +1 位作者 周国鹏 邱雷 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2007年第4期490-492,共3页
在基于神经网络的光纤布喇格光栅(FBG)载荷定位系统中,由于测试区域内各个光栅所处的温度大致相同,如果将载荷定位系统中FBG的波长变化量两两组合,然后按一定的比例相减,将它们的差值作为神经网络的训练样本,则可抵消温度所引起的波长漂... 在基于神经网络的光纤布喇格光栅(FBG)载荷定位系统中,由于测试区域内各个光栅所处的温度大致相同,如果将载荷定位系统中FBG的波长变化量两两组合,然后按一定的比例相减,将它们的差值作为神经网络的训练样本,则可抵消温度所引起的波长漂移,提高了在温度变化时FBG载荷定位系统的准确度。实验证实该方法可获得较准确的判定结果。 展开更多
关键词 光纤布喇格光栅(fbg) 温度补偿 载荷定位 神经网络
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基于SoC的FBG传感网络解调系统设计
8
作者 郑德春 鲍吉龙 何仲昆 《电视技术》 北大核心 2008年第3期27-29,共3页
为了有效解调FBG传感阵列,提出了一种基于片上系统SoC的FBG图像解调系统方案,可在FPGA硬件平台上实现图像采集、通信等功能,将FBG阵列的波长解调转化为FBG光斑图像解调。实验表明,该系统精度高、复用能力强。
关键词 波分复用 光纤光栅网络 波长解调 图像解调 片上系统 FPGA芯片
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基于差分校正的FBG测温网络系统设计
9
作者 阚晓婷 徐子琦 刘智超 《传感器与微系统》 CSCD 2015年第9期69-71,79,共4页
为了实现在大范围被测区域内实时温度监测的功能,选用光纤布拉格光栅(FBG)测温网络,同时,为了提高系统的温度测试精度和抗干扰能力,设计了基于差分校正的FBG测温网络系统。系统在原有测试结构的基础上,增加了校正光纤探头,从而针对任... 为了实现在大范围被测区域内实时温度监测的功能,选用光纤布拉格光栅(FBG)测温网络,同时,为了提高系统的温度测试精度和抗干扰能力,设计了基于差分校正的FBG测温网络系统。系统在原有测试结构的基础上,增加了校正光纤探头,从而针对任意位置上个别环境变化造成的温度误差进行校正。通过理论推导,差分校正值表达式被给出,并由此设计了差分校正算法。实验采用温度控制箱使被测区域温度从20℃变化为80℃,最小温度改变量为1.0℃。实验结果显示:回波中心波长产生的偏移量和温度之间大致每1.0℃的温度变化产生35-45 pm的偏移。差分校正型测温系统的温度检测误差为0.47%,优于传统的测温系统,并且基于差分校正的测温系统受局部环境影响很小,具有较高的系统稳定性。 展开更多
关键词 光纤布拉格光栅 测温网络 差分校正 波长偏移量
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基于改进EMD方法的FBG传感网络光谱基线校正研究 被引量:10
10
作者 吕峥 庄炜 +2 位作者 吴越 张旭 祝连庆 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期190-197,共8页
针对光纤布拉格光栅(FBG)传感网络中,由于环境条件导致的光谱信号基线漂移问题,本文提出一种基于改进经验模态分解(EMD)的光谱信号校正方法。用该方法对仿真数据处理,处理后光谱可通过设置阈值划分出各FBG反射峰区,验证了改进EMD方法的... 针对光纤布拉格光栅(FBG)传感网络中,由于环境条件导致的光谱信号基线漂移问题,本文提出一种基于改进经验模态分解(EMD)的光谱信号校正方法。用该方法对仿真数据处理,处理后光谱可通过设置阈值划分出各FBG反射峰区,验证了改进EMD方法的可行性。通过实验采集在光纤通路损耗及端面反射影响下、产生基线漂移情况的FBG传感网络光谱信号,并使用改进EMD法、小波软阈值法和惩罚最小二乘法进行实时的光谱校正处理,运用高斯非线性拟合法计算正常和校正后光谱的各FBG中心波长。结果显示,运用改进EMD法校正后计算的各FBG中心波长,传感信号存活率分别提高48.9%和61.6%,平均偏差和偏差标准差最小,分别为4.33、6.28和6.01、6.58 pm。该方法校正后的光谱信号能为物理量检测提供可靠信息。 展开更多
关键词 fbg传感网络 光谱信号校正 改进EMD方法 阈值
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基于FBG技术的抛物线与BP神经网络联合算法应用于架空线覆冰厚度监测的研究 被引量:8
11
作者 李路明 刘志明 +3 位作者 张治国 蔡志民 廖志军 胡振燕 《智慧电力》 2017年第8期58-63,共6页
针对架空输电线路覆冰厚度的实时可靠的监测需求,提出了基于光纤光栅传感器技术(FBG)的抛物线与BP神经网络联合算法应用于架空线覆冰厚度监测的方案。该方案在使用抛物线算法对覆冰厚度进行初步计算的基础上,进一步利用BP神经网络算法... 针对架空输电线路覆冰厚度的实时可靠的监测需求,提出了基于光纤光栅传感器技术(FBG)的抛物线与BP神经网络联合算法应用于架空线覆冰厚度监测的方案。该方案在使用抛物线算法对覆冰厚度进行初步计算的基础上,进一步利用BP神经网络算法对计算结果予以修正。试验结果表明:该方案可有效提高基于光纤光栅传感技术的架空线覆冰厚度监测准确度,其覆冰厚度测量误差不超过2 mm。 展开更多
关键词 抛物线算法 BP神经网络算法 光纤光栅 架空线 覆冰厚度
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基于FBG应变传感网络的梁结构振动参数辨识 被引量:4
12
作者 梁家伟 赵党军 翟雯婧 《电子测量技术》 2020年第9期155-160,共6页
火箭弹性振动模态实时变化,导致姿态控制系统设计困难。将火箭等效为一维梁模型,提出自适应时域分解方法(ATDD),构建光纤布拉格光栅(FBG)应变传感网络,实时识别模态参数。利用样条插值计算位移模态振型,重构梁振动过程中位移、加速度和... 火箭弹性振动模态实时变化,导致姿态控制系统设计困难。将火箭等效为一维梁模型,提出自适应时域分解方法(ATDD),构建光纤布拉格光栅(FBG)应变传感网络,实时识别模态参数。利用样条插值计算位移模态振型,重构梁振动过程中位移、加速度和角速度信息。搭建梁振动实验平台,采用高速相机和惯性单元(Inertia Measurement Unit,IMU)进行梁位移、加速度以及角速度测量,将其数值与FBG应变传感网络的计算值进行对比,结果表明基于该网络能有效识别振动模态参数,准确重构振动状态,为姿态控制系统设计提供良好基础。 展开更多
关键词 梁模型 模态参数 fbg应变传感网络 ATDD 实验平台 振动状态重构
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基于FBG拉力与倾角传感器的输电线覆冰监测研究 被引量:1
13
作者 马泽楠 张长胜 田庆生 《化工自动化及仪表》 CAS 2019年第12期1017-1022,共6页
以输电线路作为研究对象,针对输电线路的覆冰监测推导出覆冰厚度的理论计算解析式。由于传感器易受温度或其他外力影响,使得监测值产生误差。采用神经网络,利用覆冰历史数据,对覆冰厚度进行误差修正。实验结果表明:修正后的数值与实际... 以输电线路作为研究对象,针对输电线路的覆冰监测推导出覆冰厚度的理论计算解析式。由于传感器易受温度或其他外力影响,使得监测值产生误差。采用神经网络,利用覆冰历史数据,对覆冰厚度进行误差修正。实验结果表明:修正后的数值与实际覆冰值接近,覆冰厚度绝对误差的范围在0.000~0.087mm,相对误差值的变化范围在0.00%~6.56%。 展开更多
关键词 覆冰厚度修正 覆冰计算模型 光纤BRAGG光栅传感器 神经网络
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基于FBG和BP神经网络的声发射定位方法 被引量:3
14
作者 申景诗 曾晓东 姜明顺 《振动.测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2018年第4期816-820,共5页
针对传统基于神经网络的声发射定位选择的样本不具有广泛代表性的问题,提出了基于光纤布拉格光栅(fiber Bragg grating,简称FBG)传感和反向传播(back propagation,简称BP)神经网络的声发射定位技术。该方法使用提取的窄带信号间时差作... 针对传统基于神经网络的声发射定位选择的样本不具有广泛代表性的问题,提出了基于光纤布拉格光栅(fiber Bragg grating,简称FBG)传感和反向传播(back propagation,简称BP)神经网络的声发射定位技术。该方法使用提取的窄带信号间时差作为样本,无需考虑损伤特性及波速对定位的影响,同时使用Levenberg-Marquardt(简称LM)算法训练样本,提高了BP神经网络的训练速度。在500mm×500mm的铝合金板上进行实验,声发射定位的平均误差为6.65mm,验证了该方法的有效性和准确性。 展开更多
关键词 声发射定位 光纤布拉格光栅 反向传播神经网络 LEVENBERG-MARQUARDT算法
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Performance Analysis of WDM RoF-EPON Link with and without DCF and FBG
15
作者 Baljeet Kaur Ajay K. Sharma Vinod Kapoor 《Optics and Photonics Journal》 2013年第2期163-168,共6页
Performance of WDM ethernet passive optical network (EPON) with radio over fiber (RoF) optical link has been analyzed with the use of dispersion compensating fiber (DCF) and fiber bragg grating (FBG) to compensate the... Performance of WDM ethernet passive optical network (EPON) with radio over fiber (RoF) optical link has been analyzed with the use of dispersion compensating fiber (DCF) and fiber bragg grating (FBG) to compensate the dispersion and four wave mixing. With the use of DCF and FBG, performance of the system is improved by 77.67%. Results are compared with and without DCF + FBG for different optical power and fiber length. The BER, Q factor and eye diagrams have been obtained for evaluating the performance of the system. 展开更多
关键词 OPTICAL network Unit OPTICAL Line TERMINATION BER EPON ROF DCF fbg
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ADuC824在光纤光栅传感复用网络中的应用 被引量:5
16
作者 刘波 孙桂玲 +3 位作者 曾剑 开桂云 牛文成 董孝义 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2004年第5期25-26,共2页
采用高性价比的ADuC824微处理器作为核心控制部件,利用可调谐窄带滤波器作波长解调器件,设计实现了多点光纤光栅传感复用网络系统。采用了波分及空分复用技术,由多个光纤光栅传感器构成分布式传感网络。可对各传感光纤光栅进行静态或动... 采用高性价比的ADuC824微处理器作为核心控制部件,利用可调谐窄带滤波器作波长解调器件,设计实现了多点光纤光栅传感复用网络系统。采用了波分及空分复用技术,由多个光纤光栅传感器构成分布式传感网络。可对各传感光纤光栅进行静态或动态的波长解调,具有结构简单、操作方便和性能价格比高的优点。在实际应用中,可以利用这一解调方案代替光谱分析仪或其他价格昂贵的波长检测仪器,对光纤光栅传感信息进行现场测量。 展开更多
关键词 ADUC824 光纤光栅 复用网络 传感器 波长解调 微处理器
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基于可调光纤F-P滤波器解调的分布式光纤光栅传感系统 被引量:7
17
作者 黄俊斌 尹进 +2 位作者 姜德生 周祖德 陈定方 《海军工程大学学报》 CAS 2003年第5期5-8,16,共5页
提出并实现了一种可满足工程实用要求的波分复用光纤光栅传感网络解决方案,系统通过可调谐光纤F-P滤波器的连续扫描实现波长信号的解调.该传感系统扫描带宽50 nm,单点工作带宽5 nm,对一般应用系统每根单纤可设20-30个点,系统最高扫描频... 提出并实现了一种可满足工程实用要求的波分复用光纤光栅传感网络解决方案,系统通过可调谐光纤F-P滤波器的连续扫描实现波长信号的解调.该传感系统扫描带宽50 nm,单点工作带宽5 nm,对一般应用系统每根单纤可设20-30个点,系统最高扫描频率200 Hz,分辨率5 pm(约5με或0.5℃). 展开更多
关键词 光纤光栅 传感网络 波分复用 波长解调 可调光纤F—P滤波器
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基于神经网络的光纤光栅电流传感器的温度补偿 被引量:5
18
作者 郭颖 周王民 +3 位作者 马戎 刘德峰 魏志武 魏光虎 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第9期1528-1531,共4页
分析了光纤光栅电流传感器的温度特性,表明传感器的输出受环境温度的影响大且很难消除。利用神经网络具有可以逼近任意非线性函数的特点,提出了用人工神经网络对光纤光栅电流传感器进行温度补偿的方法,实现传感器输出特性的非线性校正... 分析了光纤光栅电流传感器的温度特性,表明传感器的输出受环境温度的影响大且很难消除。利用神经网络具有可以逼近任意非线性函数的特点,提出了用人工神经网络对光纤光栅电流传感器进行温度补偿的方法,实现传感器输出特性的非线性校正。通过Matlab语言编程仿真实验表明,该方法可以有效地消除温度的影响。 展开更多
关键词 光纤光栅 神经网络 电流传感器 温度补偿
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分布式光纤光栅传感系统的波长检测技术 被引量:6
19
作者 贾振安 葛朋 +2 位作者 乔学光 王佳 雍振 《光通信技术》 CSCD 北大核心 2008年第3期32-35,共4页
波长检测技术是当前光纤光栅传感领域的重点和难点之一,光纤光栅传感系统的一个显著优点是易构成分布式传感网络系统,实现多点、多区域同时检测。文章以几个典型的解调系统为例,重点分析了分布式光纤光栅传感系统中信号解调的工作原理... 波长检测技术是当前光纤光栅传感领域的重点和难点之一,光纤光栅传感系统的一个显著优点是易构成分布式传感网络系统,实现多点、多区域同时检测。文章以几个典型的解调系统为例,重点分析了分布式光纤光栅传感系统中信号解调的工作原理、特点和性能。 展开更多
关键词 光纤布喇光栅 分布式传感网络 信号解调
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光纤光栅机敏结构振动形态感知与重构试验研究 被引量:7
20
作者 朱晓锦 陆美玉 +2 位作者 樊红朝 张合生 钱晋武 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期65-70,共6页
以大型航天柔性结构如太阳能帆板为试验模型对象,针对太空柔性结构振动状态监测与主动控制技术需求,着重进行光纤光栅机敏结构振动形态感知与重构试验研究。技术方法上基于分布植入式FBG离散传感网络及其空分复用和波分复用特性,实现模... 以大型航天柔性结构如太阳能帆板为试验模型对象,针对太空柔性结构振动状态监测与主动控制技术需求,着重进行光纤光栅机敏结构振动形态感知与重构试验研究。技术方法上基于分布植入式FBG离散传感网络及其空分复用和波分复用特性,实现模型结构分布多点曲率信息检测,基于三维曲面拟合算法实现结构形态重构与可视化;综合闸述试验方案与过程,包括技术方案分析、试验对象设计、试验平台构建、试验过程描述与试验结果分析等;试验结果与验证表明,光纤光栅机敏柔性结构低模态振动形态感知与现场可视化是切实可行的,试验过程不仅效果生动逼真,而且比较精确地反映了结构振动形态,研究结果为航天柔性结构振动形态实时监测提供了技术探索思路。 展开更多
关键词 机敏柔性结构 布拉格光栅 分布传感网络 曲面拟合与重构
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