光纖光柵傳感器在上海旗忠網(wǎng)球中心施工監(jiān)控中的應(yīng)用研究

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光柵,構(gòu)成傳感陣列,與波分 復(fù)用和時分復(fù)用系統(tǒng)相結(jié)合,實現(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、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

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際工程應(yīng)用中的一些瓶頸之處,且提出了相關(guān)的看法。

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)自動化控制、科學(xué)技術(shù)測試、安全監(jiān)測、計量貿(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)變方法來實現(xiàn),這種采用電信號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。

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。

光纖光柵傳感器介紹

基于壓電陶瓷的光纖光柵傳感器的設(shè)計。主要方法是利用改變壓電陶瓷的相關(guān)封裝的新結(jié)構(gòu),再結(jié)合光纖光柵而制成的電壓傳感器。由實驗結(jié)果得出:在0～160v的電壓范圍內(nèi),中心波長的變化與該傳感器兩端的電壓的改變有很好的線性關(guān)系,線性擬合度可達(dá)0.99,線性調(diào)諧的波長范圍約為1.6nm。

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)蓄池項目為例,為了能夠在基坑施工中進(jìn)行實時監(jiān)測預(yù)警,及時加強(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1號測點(diǎn)和3號測點(diǎn)變化值大致相同,而2號測點(diǎn)變化值相對較大.

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，在光纖軸向上就會形成周期性的折射率波動，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

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。

傾斜光纖光柵傳感器(tfbg)作為一種較為特殊的光柵傳感器受到了廣泛的關(guān)注,它除了光纖光柵本身具有的優(yōu)點(diǎn)外,還具有環(huán)境折射率敏感度高、可解決溫度-應(yīng)變交叉敏感問題等其他光纖光柵傳感器無法比擬的優(yōu)點(diǎn)。文章首先概述了tfbg的工作原理,隨后從傾角、應(yīng)變、溫度及環(huán)境折射率測量等方面闡述了當(dāng)前tfbg主要研究方向以及研究現(xiàn)狀,最后給出了tfbg的研究發(fā)展趨勢。

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,用來完成實時監(jiān)測的工作,以降低結(jié)構(gòu)安全問題的可能性。

變電所是電力系統(tǒng)的樞紐,它擔(dān)負(fù)著電網(wǎng)供電的重要任務(wù),因此,它是防雷的重要保護(hù)部位。由于變電所和架空線路直接連接,而線路的絕緣水平又比變電所內(nèi)的電氣設(shè)備為高,因此沿著線路侵入到變電所的雷電進(jìn)行波的幅值也是很高的。我們要重視防雷保護(hù)的工作,否則,會給國家和人民造成巨大的損失。

(完整版)光纖光柵傳感器的應(yīng)用

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。

針對路基沉降變形監(jiān)測工程中存在的耗費(fèi)大量人力，無法實時掌握路況信息的問題，研制開發(fā)了溫度不敏感型尤纖光柵沉降位移傳感器，其量程達(dá)到100mm，測量精度0．1mm。對兩個多月的現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)分析表明，光纖沉降位移傳感器實時反映了路基面的沉降狀況，尤其對降水等因素引起的路基面沉降速率的變化能夠及時準(zhǔn)確的響應(yīng)。

針對路基沉降變形監(jiān)測工程中存在的耗費(fèi)大量人力,無法實時掌握路況信息的問題,研制開發(fā)了溫度不敏感型光纖光柵沉降位移傳感器,其量程達(dá)到100mm,測量精度0.1mm。對兩個多月的現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)分析表明,光纖沉降位移傳感器實時反映了路基面的沉降狀況,尤其對降水等因素引起的路基面沉降速率的變化能夠及時準(zhǔn)確的響應(yīng)。

針對電類傳感器難以滿足橋梁結(jié)構(gòu)長期監(jiān)測要求的問題,提出利用光纖光柵振動傳感器對橋梁的振動狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測,并通過理論和實驗結(jié)果論證了方案的可行性。光纖光柵傳感器在滿足頻率測量范圍、溫度適應(yīng)范圍等要求的同時,兼具抗電磁干擾、外形結(jié)構(gòu)簡單、布設(shè)方便、長期穩(wěn)定性好等優(yōu)勢,具有良好的工程應(yīng)用前景。

針對結(jié)構(gòu)加固檢測的問題,提出了采用光纖光柵傳感技術(shù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固過程中應(yīng)變監(jiān)測的新方案,分析了光纖光柵傳感器的傳感原理,研制出相應(yīng)的實驗系統(tǒng),并通過對150mm×150mm×1200mm包鋼加固混凝土柱進(jìn)行加載破壞性試驗,與常規(guī)的電檢測技術(shù)進(jìn)行了對比實驗。實驗結(jié)果表明:光纖光柵傳感器比電檢測系統(tǒng)具有更高量級的精度,能絕對數(shù)值測量,抗干擾能力強(qiáng),結(jié)構(gòu)簡單,長期穩(wěn)定性高,很好地實現(xiàn)對建筑結(jié)構(gòu)的實時、在線監(jiān)測。該技術(shù)在土木工程界具有廣泛的應(yīng)用前景。

本文介紹了光纖布拉格光柵傳感器的特點(diǎn)和工作原理,并進(jìn)行了相關(guān)的試驗研究。試驗表明,光纖布拉格光柵傳感器具有高靈敏度和長期穩(wěn)定性,其作為應(yīng)變測量的工具用于結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測是可行的。

光纖光柵傳感器實時解調(diào)系統(tǒng)

研究并實現(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式擬合的方法實現(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。