光纖光柵傳感器的齒輪箱狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)

光纖光柵傳感器的應(yīng)用 一、光纖光柵傳感器的優(yōu)勢 與傳統(tǒng)的傳感器相比,光纖bragg光柵傳感器具有自己獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn): (1)傳感頭結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、外形可變,適合埋入大型結(jié)構(gòu)中, 可測量結(jié)構(gòu)內(nèi)部的應(yīng)力、應(yīng)變及結(jié)構(gòu)損傷等,穩(wěn)定性、重復(fù)性好; (2)與光纖之間存在天然的兼容性,易與光纖連接、低損耗、光譜特性 好、可靠性高; (3)具有非傳導(dǎo)性,對被測介質(zhì)影響小,又具有抗腐蝕、抗電磁干擾的特 點(diǎn),適合在惡劣環(huán)境中工作; (4)輕巧柔軟,可以在一根光纖中寫入多個(gè)光柵,構(gòu)成傳感陣列,與波分 復(fù)用和時(shí)分復(fù)用系統(tǒng)相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)分布式傳感; (5)測量信息是波長編碼的,所以,光纖光柵傳感器不受光源的光強(qiáng)波 動(dòng)、光纖連接及耦合損耗、以及光波偏振態(tài)的變化等因素的影響,有較強(qiáng)的抗 干擾能力; (6)高靈敏度、高分

本文通過對光纖結(jié)構(gòu)及原理的了解,解釋了光纖中光波傳播的主要特點(diǎn)。在了解了光纖光柵傳感器構(gòu)造及工作原理的同時(shí),以鋼板-混凝土結(jié)構(gòu)材料為實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?利用光纖光柵傳感器作為檢測儀器,通過在鋼板-混凝土材料構(gòu)成的橋面上布置不同數(shù)量和種類的fbg,同時(shí)認(rèn)為施加不同載荷,觀察fbg的檢測結(jié)果和檢測數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)證明,光纖光柵傳感器對于鋼板-混凝土組成的結(jié)構(gòu)進(jìn)行的無損檢測,其安全系數(shù)和檢測效率較其他無損檢測技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢。

光纖光柵傳感器是20世紀(jì)90年代光纖傳感器領(lǐng)域最主要的發(fā)明,它是一種光纖無源器件,具有可靠性好,測量精密度高,抗電磁干擾強(qiáng)等特點(diǎn)。光纖光柵的發(fā)明,在光纖傳感領(lǐng)域引起了革命性的變化,突顯出它在信息領(lǐng)域的重要地位。本文著重介紹了光纖光柵的發(fā)展過程、光纖光柵傳感器的原理、以及在傳感方面的現(xiàn)狀和運(yùn)用,并分析光纖光柵傳感器在實(shí)際工程應(yīng)用中的一些瓶頸之處,且提出了相關(guān)的看法。

光纖光柵傳感器是20世紀(jì)90年代光纖傳感器領(lǐng)域最主要的發(fā)明,它是一種光纖無源器件,具有可靠性好,測量精密度高,抗電磁干擾強(qiáng)等特點(diǎn)。光纖光柵的發(fā)明,在光纖傳感領(lǐng)域引起了革命性的變化,突顯出它在信息領(lǐng)域的重要地位。本文著重介紹了光纖光柵的發(fā)展過程、光纖光柵傳感器的原理、以及在傳感方面的現(xiàn)狀和運(yùn)用,并分析光纖光柵傳感器在實(shí)際工程應(yīng)用中的一些瓶頸之處,且提出了相關(guān)的看法。

光纖光柵傳感器介紹

隨著中國地下工程的快速發(fā)展,深基坑安全監(jiān)測及變形預(yù)測已成為巖土工程領(lǐng)域的重要課題之一,以太原火車站調(diào)蓄池項(xiàng)目為例,為了能夠在基坑施工中進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測預(yù)警,及時(shí)加強(qiáng)防護(hù),將光纖光柵傳感器用于基坑深層水平位移監(jiān)測,截取2017年11月份上旬的監(jiān)測數(shù)據(jù),結(jié)果表明,該基坑深層水平位移變化值隨著開挖深度的增加而增大,最大值為18.6mm,同時(shí)1號(hào)測點(diǎn)和3號(hào)測點(diǎn)變化值大致相同,而2號(hào)測點(diǎn)變化值相對較大.

詳細(xì)闡述光纖光柵傳感器的結(jié)構(gòu)及布拉格光纖光柵傳感器的工作原理。重點(diǎn)介紹結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)構(gòu)成、光纖光柵傳感器系統(tǒng)的信號(hào)處理、安裝等方面問題;展望光纖光柵傳感器在結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測領(lǐng)域中的前景。

邊坡工程是交通設(shè)施建設(shè)中常見的土木工程形式,高邊坡的失穩(wěn)和崩塌落石等地質(zhì)災(zāi)害嚴(yán)重威脅著交通運(yùn)輸安全。目前邊坡監(jiān)測采用較多的是傳統(tǒng)的電磁類傳感器,不具備在線監(jiān)測和抗自然界電磁干擾等能力,而光纖光柵傳感器具備電磁類傳感器無法比擬的技術(shù)優(yōu)勢,可實(shí)現(xiàn)邊坡安全的在線監(jiān)測和預(yù)警,為邊坡在特殊氣候、惡劣環(huán)境下的維護(hù)管理提供依據(jù)和指導(dǎo)。

光纖光柵傳感器實(shí)時(shí)解調(diào)系統(tǒng)

文章比較現(xiàn)有隧道火災(zāi)報(bào)警技術(shù),提出一種基于光纖光柵傳感器的隧道火災(zāi)報(bào)警監(jiān)測系統(tǒng),并且進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。在實(shí)驗(yàn)隧道中,該系統(tǒng)對0.5m2火災(zāi)的最快報(bào)警時(shí)間為6s,30s內(nèi)有效報(bào)警范圍為±20m。

結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(簡稱shm)是指利用現(xiàn)場的無損傳感技術(shù),通過包括結(jié)構(gòu)響應(yīng)在內(nèi)的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)特性分析,達(dá)到監(jiān)測結(jié)構(gòu)損傷或退化的目的。傳統(tǒng)傳感器下的健康監(jiān)測系統(tǒng)普遍存在著穩(wěn)定性與耐久性差、抗干擾性(包括電磁、噪音、光強(qiáng))差、布設(shè)工藝復(fù)雜、成活率低等缺點(diǎn),也是土木工程界迫切需要解決的難題。本文將光纖光柵傳感器引入健康監(jiān)測系統(tǒng)的傳感系統(tǒng),為解決這一難題指明了新的思路,并在實(shí)踐中得到有效驗(yàn)證。

(完整版)光纖光柵傳感器的應(yīng)用

作為性能優(yōu)良的敏感元件,均勻光纖布拉格光柵、啁啾光纖布拉格光柵等多種傳感器已經(jīng)有了更多的應(yīng)用領(lǐng)域。通過光纖布拉格光柵內(nèi)部寫入、干涉法側(cè)面寫入、相位模版法寫入等制作技術(shù)的原理說明和對比評介,通過光纖光柵傳感器對所在環(huán)境的應(yīng)變、應(yīng)力、溫度變化和動(dòng)態(tài)磁場的感應(yīng)原理分析,以及對光纖光柵傳感器在復(fù)合材料、電力系統(tǒng)、石油天然氣井和建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用工程的綜述,闡明了這一類傳感器件在單參數(shù)傳感測量,特別是多參數(shù)傳感測量中還有很大的發(fā)展空間,值得進(jìn)一步研究。

光纖光柵傳感器的研究與應(yīng)用 0引言近年來。隨著光纖通信技術(shù)向著超高速、大容量通信系統(tǒng)的方向 發(fā)展，以及逐步向全光網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)．在光通信迅猛發(fā)展的帶動(dòng)下，光纖光柵已 成為發(fā)展最為迅速的光纖無光源器件之一。光纖在紫外光強(qiáng)激光照射下，利用 光纖纖芯的光敏感特性．光纖的折射率將隨光強(qiáng)的空間分布發(fā)生相應(yīng)的變化。 這樣，在光纖軸向上就會(huì)形成周期性的折射率波動(dòng)，即為光纖光柵。由于光纖 光柵具有高靈敏度、低損耗、易制作、性能穩(wěn)定可靠、易與系統(tǒng)及其它光纖器 件連接等優(yōu)點(diǎn)，因而在光通信、光纖傳感等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。為此。本文 從光纖布拉格光柵、長周期光纖光柵等光纖光柵的原理出發(fā)，綜述了光纖布拉 格光柵對溫度、應(yīng)變同時(shí)測量技術(shù)的應(yīng)用。1光纖傳感器的工作原理1．1光 纖光柵傳感器的結(jié)構(gòu)光纖布拉格光柵fbg于1978年發(fā)明問世。它利用硅光 纖的紫外光敏性寫入光纖芯內(nèi)，從而在光纖上形成周期性的光

闡述了光纖光柵傳感系統(tǒng)的信號(hào)解調(diào)技術(shù),光纖光柵傳感器的信號(hào)解調(diào)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用提供了理論依據(jù)。

采用特制光纖光柵應(yīng)變傳感器,將其埋植于纜索的連接筒部位的外層鋼絲上、以實(shí)現(xiàn)對纜索整體索力的測量。通過獨(dú)特的傳感器封裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、特制的機(jī)械連接固定方式、埋植過程中的可靠操作工藝,有效地保證了光纖光柵的存活率;有效地保證了傳感器在大應(yīng)力狀態(tài)下測試的長期可靠性、穩(wěn)定性。內(nèi)置光纖光柵傳感器的智能纜索工藝在長約400m的253絲實(shí)索上進(jìn)行了驗(yàn)證。經(jīng)過有效的工藝驗(yàn)證及試驗(yàn)結(jié)果,智能索制作工藝方案可靠,傳感器成活率高。研發(fā)的智能纜索可實(shí)現(xiàn)對整索索力進(jìn)行在線監(jiān)測,滿足大型橋梁健康監(jiān)測要求。

光纖光柵傳感器具有廣闊的應(yīng)用前景,但就目前來看,最有發(fā)展和應(yīng)用前景的是抗惡劣環(huán)境的光纖光柵傳感器和利用光纖光柵進(jìn)行結(jié)構(gòu)腐蝕技術(shù)的監(jiān)測。本文主要提出新型耐腐蝕光纖光柵溫度傳感器和應(yīng)變傳感器。這種耐腐蝕傳感器制作簡單、性能可靠、易于進(jìn)行加工制造,可以用在任何有監(jiān)測需要的結(jié)構(gòu)中,用來完成實(shí)時(shí)監(jiān)測的工作,以降低結(jié)構(gòu)安全問題的可能性。

【摘要】光纖光柵是現(xiàn)代光纖傳感中應(yīng)用最廣泛的器件與技術(shù)。自1978年加拿大渥太華研 究中心利用光纖的光敏效應(yīng)成功制成第一根光纖光柵以來，光纖光柵傳感器便因?yàn)轶w積小、 重量輕、檢測分辨率高、靈敏度高、測溫范圍寬、保密性好、抗電磁干擾能力強(qiáng)、抗腐蝕性 強(qiáng)等特點(diǎn)及其具有本征自相干能力強(qiáng)和能在一根光纖上利用復(fù)用技術(shù)實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)復(fù)用、多參量 分布式區(qū)分測量的獨(dú)特優(yōu)勢而被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。本文先對光纖光柵傳感器的工作原理 及其分類進(jìn)行論述，接著簡述光纖光柵傳感器的一些重要應(yīng)用，然后對光纖光柵傳感器的研 究方向進(jìn)行簡單分析，最后是小結(jié)和展望。 【關(guān)鍵詞】傳感器；光纖光柵傳感器；光纖光柵傳感技術(shù) 一、光纖光柵傳感器的工作原理及其分類 光纖光柵是利用光致折射率改變效應(yīng)，使纖芯折射率沿軸向產(chǎn)生周期性變化，在纖芯內(nèi) 形成空間相位光柵。光纖光柵傳感器目前研究的主要有三種類型：一是利用光纖布喇

傳感器作為感知各種結(jié)構(gòu)系統(tǒng)狀態(tài)變化、獲取結(jié)構(gòu)系統(tǒng)信息的重要工具之一,在生產(chǎn)自動(dòng)化控制、科學(xué)技術(shù)測試、安全監(jiān)測、計(jì)量貿(mào)易等領(lǐng)域發(fā)揮著非常重要的作用。傳統(tǒng)力學(xué)測試、位移測試及溫度測試等傳感技術(shù)多采用電阻應(yīng)變方法來實(shí)現(xiàn),這種采用電信號(hào)測試的方法最大缺點(diǎn)在于易受干擾。進(jìn)入21世紀(jì),隨著高科技的不斷發(fā)展,國內(nèi)外正在努力研究一種新的傳感技術(shù)-光纖光柵傳感技術(shù),這種傳感技術(shù)具有長期穩(wěn)定性好,干擾小,可測量結(jié)構(gòu)物內(nèi)部物理量等優(yōu)點(diǎn)。本文將從光纖光柵定義、光纖光柵傳感原理及光纖光柵傳感技術(shù)應(yīng)用等方面對這種這種新的傳感技術(shù)進(jìn)行研究。

研究并實(shí)現(xiàn)了一種基于雙衍射光柵的光纖布拉格光柵(fbg)傳感器解調(diào)系統(tǒng)。該解調(diào)系統(tǒng)的光路由準(zhǔn)直鏡、衍射光柵、柱面反射鏡和光電探測器等器件組成。通過準(zhǔn)直鏡后不同波長的平行光束經(jīng)過衍射光柵后在空間展開,通過柱面反射鏡聚焦在光電探測器成像面上。該光路通過采用兩塊衍射光柵的方法在減小解調(diào)系統(tǒng)尺寸的同時(shí)提高光學(xué)空間分辨力,采用線陣探測器替代掃描機(jī)構(gòu)從而簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。從理論上分析了光束經(jīng)過該系統(tǒng)后的空間光強(qiáng)分布,根據(jù)光強(qiáng)的高斯分布采用多項(xiàng)式擬合的方法實(shí)現(xiàn)了反射光譜峰值定位算法。通過與高精度光譜儀的測量結(jié)果對比表明,該解調(diào)方法具有較高的波長解調(diào)精度和穩(wěn)定性。

光纖光柵是一種新型的無源光子器件,可用來精確測量微應(yīng)變和溫度等多種物理量,在光傳感領(lǐng)域發(fā)揮著愈來愈重要的作用。

鋼筋腐蝕是導(dǎo)致鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性劣化的最重要因素之一。鋼筋腐蝕將導(dǎo)致鋼筋體積大大增加,混凝土保護(hù)層開裂、剝落,結(jié)構(gòu)承載力下降,甚至倒塌。基于光纖布拉格光柵應(yīng)變傳感器的原理,根據(jù)鋼筋腐蝕體積膨脹,提出了一種新的鋼筋腐蝕光纖光柵傳感器及溫度補(bǔ)償方法。傳感器構(gòu)造是在兩根緊靠的鋼筋中心附近粘貼光纖光柵,由于鋼筋腐蝕體積膨脹,鋼筋直徑增加將轉(zhuǎn)變成布拉格光纖光柵的應(yīng)變,從而實(shí)現(xiàn)對鋼筋腐蝕程度及速率的監(jiān)測。傳感器的監(jiān)測原理是設(shè)置一個(gè)鋼筋腐蝕光纖光柵傳感器來監(jiān)測由于鋼筋腐蝕和溫度變化引起的光柵應(yīng)變,同時(shí)單獨(dú)設(shè)置一個(gè)不銹鋼光纖光柵傳感器來測量溫度引起的光柵應(yīng)變。這兩個(gè)光纖光柵傳感器的應(yīng)變監(jiān)測,可分離出鋼筋由于腐蝕所引起的體積變化。在混凝土結(jié)構(gòu)中埋入封裝的傳感器,通過監(jiān)測光纖光柵波長的漂移可以直接測量鋼筋腐蝕程度,而且不受腐蝕因素的影響,可用于混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋腐蝕的早期監(jiān)測。最后通過實(shí)驗(yàn)標(biāo)定了鋼筋腐蝕率與光柵波長位移的關(guān)系。