光纖光柵監(jiān)測纏繞復(fù)合材料與鋁板界面固化應(yīng)變

光纖傳感、光纖光柵、光纖光柵傳感 光纖傳感技術(shù)由于光纖不僅可以作為光波的傳輸媒質(zhì)，而且光波在光纖 中的傳播時表征光波的特征參量（振幅、相位、偏振態(tài)、波長等）因外界因素 （如溫度、壓力、磁場、電場、位移等）的作用而間接或直接地發(fā)生變化，從 而可將光纖用作傳感器元件來探測各種待測量（物理量、化學(xué)量和生物量）， 這就是光纖傳感器的基本原理。光纖傳感技術(shù)的分類光纖傳感器可以分為傳 感型（本征型）和傳光型（非本征型）兩大類。利用外界因素改變光纖中光的 特征參量，從而對外界因素進(jìn)行計量和數(shù)據(jù)傳輸?shù)?，稱為傳感型光纖傳感器， 它具有傳感合一的特點，信息的獲取和傳輸都在光纖之中。傳光型光纖傳感器 是指利用其它敏感元件測得的特征量，由光纖進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，它的特點是充分 利用現(xiàn)有的傳感器，便于推廣應(yīng)用。這兩類光纖傳感器都可再分成光強(qiáng)調(diào)制、 相位調(diào)制、偏振態(tài)調(diào)制和波長調(diào)制等幾種形式。光纖傳感器的特點1、

針對纜索局部埋植傳感器測試索力的特殊要求,特制光纖光柵應(yīng)變傳感器,傳感器封裝保證光纖光柵植入纜索的成活率,減敏結(jié)構(gòu)設(shè)計保證纜索索力測試的大應(yīng)力監(jiān)測要求。針對應(yīng)變傳感器與鋼絲的2種連接方式,即傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)膠連接和特制的抱箍機(jī)械連接方式進(jìn)行了張拉性能測試。由標(biāo)定的傳感器力敏系數(shù)可知,在鋼絲產(chǎn)生5000×10-6的應(yīng)變變化下,光纖光柵實際中心波長變化不超過2900pm,達(dá)到了減敏效果,傳感器可以滿足大索力長期測試要求。

摘要 地下工程施工對周圍環(huán)境包括地面臨近建筑物、道路、和既有地 下工程的影響是地下空間開開發(fā)利用所面臨的關(guān)鍵問題。為確保施工 安全，對地下工程的安全和穩(wěn)定狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測、評估和預(yù)測以趨利避 害，已成為地下工程發(fā)展的迫切要求。地下工程監(jiān)測目前廣泛采用的 常規(guī)監(jiān)測技術(shù)和傳統(tǒng)電傳感器采集數(shù)據(jù)的方法不僅監(jiān)測范圍小、效率 低，且有限的測點難以反映目標(biāo)系統(tǒng)的整體情況；同時，監(jiān)測數(shù)據(jù) 容易受到外界環(huán)境中各類不利因素的影響，無法保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性 與長期穩(wěn)定光纖bragg光柵(fbg)是20世紀(jì)90年代發(fā)展起來的一種 新型全光纖無源器件利用其可制成多種傳感器，如溫度、應(yīng)變、應(yīng)力、 壓強(qiáng)等傳感器。近年來，fbg傳感技術(shù)以其獨(dú)特優(yōu)勢逐漸應(yīng)用于結(jié) 構(gòu)、巖土等領(lǐng)域，但多為長期健康監(jiān)測，其在施工過程的應(yīng)用罕見。 本文通過室內(nèi)試驗分fbg傳感器的優(yōu)勢,并通過實際隧道工程施工的 應(yīng)

光纖光柵剖析

光纖光柵傳感器光纖光柵傳感器

目前,水利水電工程中的長隧洞越來越多,傳統(tǒng)的差動電阻式和振弦式等監(jiān)測儀器已很難滿足長隧洞監(jiān)測的需要。結(jié)合牛欄江-滇池補(bǔ)水工程,介紹了光纖光柵儀器在長隧洞監(jiān)測中的應(yīng)用,結(jié)果表明光纖光柵儀器能滿足長隧洞監(jiān)測的需要。

基于labview的光纖光柵傳感監(jiān)測軟件 摘要：基于labview的光纖光柵傳感監(jiān)測軟件，可 以實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、存儲、顯示和報警等功能。該軟件界面清 晰易懂、使用方便、功能擴(kuò)展性強(qiáng)、運(yùn)行穩(wěn)定，可以在安全 監(jiān)測方面發(fā)揮重要的作用，同時推進(jìn)了光纖光柵傳感器在生 活中的應(yīng)用。 關(guān)鍵詞：光纖光柵傳感器；虛擬儀器；數(shù)據(jù)庫 中圖分類號：tp311文獻(xiàn)標(biāo)識碼：a 隨著技術(shù)的發(fā)展，光纖光柵傳感器廣泛地應(yīng)用在各個領(lǐng) 域，如電力電網(wǎng)、橋梁隧道、石油化工、航空航天，實現(xiàn)了 高精度、遠(yuǎn)距離、分布式和長期性監(jiān)測的技術(shù)要求。本文針 對光纖光柵傳感系統(tǒng)，提出了一種基于虛擬儀器技術(shù)的監(jiān)測 軟件的設(shè)計與實現(xiàn)方法。為實際工程的管理提供了更加可靠 的技術(shù)保障，具有廣闊的應(yīng)用前景。 1光纖光柵傳感技術(shù) 光纖光柵是利用紫外光改變光纖材料性質(zhì)，在光纖上制 作成的一種光學(xué)無源器件，光纖光柵傳感技術(shù)是利用測量環(huán) 境對光

本文簡要概述了光纖光柵傳感器的特點及航空航天復(fù)合材料的類型,詳細(xì)介紹了光纖光柵在航空航天復(fù)合材料/結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測中的應(yīng)用和發(fā)展?fàn)顩r;指出目前存在的問題,并探討了相應(yīng)的對策;展望了基于該類傳感器的健康監(jiān)測技術(shù)在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用前景。

分析了適用于動態(tài)應(yīng)變測量的光纖光柵傳感器所應(yīng)滿足的條件,并進(jìn)行了相關(guān)實驗。在實驗的基礎(chǔ)上,設(shè)計并制作了一種適用于工程化的光纖光柵動態(tài)應(yīng)變傳感器。對等強(qiáng)度水泥梁以及實際工程中的盧浦大橋等場合,用該光纖光柵應(yīng)變傳感器與傳統(tǒng)的電阻應(yīng)變片傳感器進(jìn)行了對比驗證。實驗結(jié)果表明,光纖光柵應(yīng)變傳感器具有很高的精度

針對光纖布拉格光柵(fbg)溫度和應(yīng)變的交叉敏感問題,設(shè)計了一種帶熔點保偏光纖光柵(pmfbg)結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)通過將2段保偏光纖帶加大推進(jìn)量熔接,形成中間凸起結(jié)構(gòu),然后在熔點位置寫入光柵。文中首先采用熊貓保偏光纖設(shè)計制作了該結(jié)構(gòu),并搭建實驗裝置測試其在(0～2)n軸向應(yīng)力作用下的反射光譜,發(fā)現(xiàn)pmfbg快軸和慢軸的反射譜均分裂成2個峰值,隨著軸向應(yīng)力的增加,反射譜整體產(chǎn)生紅移,同時分裂的2個峰值強(qiáng)度的比值單調(diào)減小,且不受溫度的影響。隨后,采用有限元法分析了該結(jié)構(gòu)的軸向應(yīng)變分布,并基于傳輸矩陣法仿真分析了該pmfbg反射光譜隨應(yīng)力的變化特性,仿真與實驗結(jié)果的一致性較好。證實可利用pmfbg反射光譜的峰值之比消除軸向應(yīng)變與溫度的交叉敏感性,實現(xiàn)軸向應(yīng)變的測量。

將傳感器集成于纜索內(nèi)部,研發(fā)具有自感知能力的智能纜索是橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測領(lǐng)域研究的前沿。特制光纖光柵應(yīng)變傳感器,將傳感器局部布置于纜索內(nèi)鋼絲上,通過光纖光柵中心波長的變化測量鋼絲的局部應(yīng)變、進(jìn)而獲得纜索整體索力是實現(xiàn)智能纜索的有效方法。對特制的光纖光柵應(yīng)變傳感器與索內(nèi)鋼絲的連接固定方式進(jìn)行了研究,在不破壞鋼絲的前提下,研究了傳統(tǒng)的膠粘結(jié)和特制的抱箍連接兩種固定方式,通過張拉性能測試,兩種連接結(jié)構(gòu)均有效;通過疲勞性能測試,采用特制的抱箍結(jié)構(gòu)連接是解決纜索內(nèi)置應(yīng)變傳感器長期可靠性、穩(wěn)定性測試的有效途徑。

為了有效縮小光纖光柵尺寸,提高光電轉(zhuǎn)換間的耦合效果。文章在基于光纖光柵的基本結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,給出了在光纖光柵中插入四、五層金屬光柵的實現(xiàn)方法。該方法基于表面等離子體激元(surfaceplasmonpolaritons,spps)的光纖布拉格光柵,可以把原有的光纖光柵尺寸縮小一個量級,而且不增加光在光子器件中的損耗。仿真分析表明,spps在光傳播過程中可起到能量補(bǔ)償作用,并可產(chǎn)生增透現(xiàn)象。

提出了一種基于級聯(lián)長周期光纖光柵的光纖布拉格光柵解調(diào)系統(tǒng)。級聯(lián)長周期光纖光柵作為邊沿濾波器,利用它的一個線性區(qū)監(jiān)測單個光纖布拉格光柵傳感信號。該系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、價格低等優(yōu)點,但易受光源抖動及系統(tǒng)其他不穩(wěn)定因素等帶來的系統(tǒng)噪聲的影響。為消除系統(tǒng)噪聲帶來的不利影響,對該系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)。改進(jìn)系統(tǒng)利用級聯(lián)長周期光纖光柵的兩個線性區(qū)同時監(jiān)測兩個光纖布拉格光柵傳感信號。分別用原系統(tǒng)及其改進(jìn)系統(tǒng)對溫度進(jìn)行監(jiān)測,實驗的溫度測量范圍為-70～-115°c。原系統(tǒng)的靈敏度為0.49mv/°c,溫度分辨率為0.5°c;改進(jìn)系統(tǒng)的靈敏度為0.86mv/°c,溫度分辨率為0.3°c。實驗結(jié)果表明改進(jìn)系統(tǒng)能有效消除系統(tǒng)噪聲,提高系統(tǒng)的精度。

某復(fù)合材料氣瓶的纏繞工藝

采用三維各向異性彈性理論分析內(nèi)壓和軸向組合載荷下復(fù)合材料纏繞管道各纏繞層中的應(yīng)力,模型考慮管壁厚度引起的拉剪耦合效應(yīng)。引入hashin破壞準(zhǔn)則研究復(fù)合材料纏繞管道的強(qiáng)度與鋪層角度的關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn)纏繞角度相同時內(nèi)壓引起的應(yīng)力由里向外逐層增加,因此管道失效實際上由外層的應(yīng)力控制。建議相鄰層纏繞角度的遞增量,以使各層應(yīng)力狀態(tài)更接近一致。

光纖光柵是理想的應(yīng)力和溫度傳感元件。結(jié)合實驗室器件,設(shè)計了一個利用光纖光柵監(jiān)測應(yīng)力以及溫度的實驗系統(tǒng)。通過實驗驗證了光纖光柵的基本特性,實現(xiàn)了應(yīng)力及溫度的監(jiān)測。通過自行搭建的實驗平臺進(jìn)行了實驗分析,實驗結(jié)果和理論分析吻合。

技 術(shù) 創(chuàng) 新 中文核心期刊《微計算機(jī)信息》（測控自動化）２００６年第２２卷第４－１期 ３６０元／年郵局訂閱號：８２－９４６《現(xiàn)場總線技術(shù)應(yīng)用２００例》 傳感器與儀器儀表 光纖ｂｒａｇｇ光柵傳感網(wǎng)絡(luò)實時監(jiān)測與應(yīng)變分析 ｒｅａｌ－ｔｉｍｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍｏｆｆｉｂｅｒｂａｇｇｇｒａｔｉｎｇｓｅｎｓｉｎｇｎｅｔｓａｎｄａｎａｌｙｚｉｎｇｏｆｖａｒｉａ－ ｔｉｏｎｏｆｓｔｒａｉｎ （１．昆明理工大學(xué)；２．云南航天質(zhì)量無損檢測站）劉建平１趙永貴２孫宇２邱海濤１龍昊波１李川１ ｌｉｕ，ｊｉａｎｐｉｎｇｚｈａｏ，ｙｏｎｇｇｕｉｓｕｎ，ｙｕｑｉｕ，ｈａｉｔａｏｌｏｎｇ，ｈａｏｂｏｌｉ，ｃｈｕａｎ 摘要：作為一種絕對式傳感器，波長調(diào)制式光纖ｂｒａｇｇ光柵傳感器對應(yīng)變的響應(yīng)為０．９ｐｍ／

介紹了一種利用光纖f-p濾波器解調(diào)的、可同時測量應(yīng)變及溫度兩種參數(shù)的光纖光柵傳感系統(tǒng)。將一個光纖光柵的長度分成相等的兩部分,其中一部分的兩端固定在一塊鋼板上,另一部分處于自由狀態(tài)。根據(jù)這兩部分光纖光柵對應(yīng)變及溫度的不同感應(yīng),實現(xiàn)對應(yīng)變及溫度的同時測量。可利用波分復(fù)用技術(shù)實現(xiàn)對分布式應(yīng)變及溫度的測量。應(yīng)變、溫度的測量分辨率分別可達(dá)1.3με及0.12℃。

報道了一種基于偏芯結(jié)構(gòu)的雙芯光纖制作的長周期光纖光柵,研究了在這種雙芯光纖中寫入相同結(jié)構(gòu)的長周期光纖光柵的模式耦合特性,這種雙芯結(jié)構(gòu)能夠?qū)蓚€平行的長周期光纖光柵集成在一根光纖中。通過模擬計算發(fā)現(xiàn)在光纖圓周橫截面不同方位進(jìn)行曝光,可獲得不同的光柵透射譜,通過利用co2激光脈沖曝光方法實現(xiàn)其制備,實驗得出了采用單側(cè)曝光方法在偏芯結(jié)構(gòu)的雙芯光纖上制備長周期光纖光柵的最佳寫入方式。通過理論分析和實驗的對比,結(jié)果表明,雙芯長周期光纖光柵透射譜依賴于在雙芯光纖圓周上的曝光方向。

將光纖光柵(fbg)封裝入以超磁致伸縮材料(gmm)與永磁體構(gòu)成的傳感基座內(nèi)形成系統(tǒng)核心傳感部件,并將其放置于電流形成的磁場中,構(gòu)成電流傳感器。利用光纖邁克爾遜干涉儀(mi)對fbg波長的變化進(jìn)行解調(diào),從而獲得被測交流電流信號。實驗結(jié)果表明,檢測幅值100a~2000a的交變電流時,該傳感器對交變電流具有良好的線性響應(yīng)。

針對隧道施工和運(yùn)行長期監(jiān)測的需要和當(dāng)前的巖土監(jiān)測所用電磁傳感器的不足,基于分析了光纖布拉格光柵(fbg)傳感監(jiān)測原理和實現(xiàn)方法,在直徑為22mm的普通螺紋鋼上設(shè)計和制作了隧道應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測用的fbg錨桿傳感器,并分析fbg探測錨桿軸向應(yīng)變的原理。通過試驗室和公路隧道現(xiàn)場對已制作的fbg錨桿進(jìn)行動態(tài)測試與應(yīng)用,效果良好,并突出了fbg錨桿傳感靈敏度高、穩(wěn)定性好、測量范圍大、結(jié)構(gòu)簡單和能在野外巖土結(jié)構(gòu)工程進(jìn)行長期有效監(jiān)測等優(yōu)點。

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號測點和3號測點變化值大致相同,而2號測點變化值相對較大.