光纖光柵位移傳感器

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

傳感器總長810mm,直徑為2.5mm,4根光纖布喇格光柵(fiberbragggrating,fbg)互成90°分布在用記憶合金絲(shapmemoryalloy,sma)做基材的表面.通過在波分復用的基礎上添加光時分復用來改進傳感網(wǎng)絡布置,提高測量精度;同時,設計了一套封裝裝置來確保封裝時fbg與基材之間的準確定位以及黏結劑能夠均勻的涂覆在基材和fbg表面,提高傳感器的封裝精度.實驗結果表明,該fbg形狀傳感器的測量精度為3.1％.

光纖光柵傳感器介紹

光纖光柵傳感器的應用 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特的優(yōu)點: (1)傳感頭結構簡單、體積小、重量輕、外形可變,適合埋入大型結構中, 可測量結構內(nèi)部的應力、應變及結構損傷等,穩(wěn)定性、重復性好; (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)具有非傳導性,對被測介質(zhì)影響小,又具有抗腐蝕、抗電磁干擾的特 點,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,構成傳感陣列,與波分 復用和時分復用系統(tǒng)相結合,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,有較強的抗 干擾能力; (6)高靈敏度、高分

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,減敏結構設計保證纜索索力測試的大應力監(jiān)測要求。針對應變傳感器與鋼絲的2種連接方式,即傳統(tǒng)的結構膠連接和特制的抱箍機械連接方式進行了張拉性能測試。由標定的傳感器力敏系數(shù)可知,在鋼絲產(chǎn)生5000×10-6的應變變化下,光纖光柵實際中心波長變化不超過2900pm,達到了減敏效果,傳感器可以滿足大索力長期測試要求。

基于壓電陶瓷的光纖光柵傳感器的設計。主要方法是利用改變壓電陶瓷的相關封裝的新結構,再結合光纖光柵而制成的電壓傳感器。由實驗結果得出: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系,線性擬合度可達0.99,線性調(diào)諧的波長范圍約為1.6nm。

采用耦合波理論分析了光纖光柵對光的反射機理及其傳感原理,提出了光纖光柵在溫度測量和位移測量中的應用方案,給出了實驗結果,展望了光纖光柵在光纖傳感和光纖通信方面的應用前景.

光纖光柵傳感器是20世紀90年代光纖傳感器領域最主要的發(fā)明,它是一種光纖無源器件,具有可靠性好,測量精密度高,抗電磁干擾強等特點。光纖光柵的發(fā)明,在光纖傳感領域引起了革命性的變化,突顯出它在信息領域的重要地位。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)狀和運用,并分析光纖光柵傳感器在實際工程應用中的一些瓶頸之處,且提出了相關的看法。

光纖光柵傳感器是20世紀90年代光纖傳感器領域最主要的發(fā)明,它是一種光纖無源器件,具有可靠性好,測量精密度高,抗電磁干擾強等特點。光纖光柵的發(fā)明,在光纖傳感領域引起了革命性的變化,突顯出它在信息領域的重要地位。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)狀和運用,并分析光纖光柵傳感器在實際工程應用中的一些瓶頸之處,且提出了相關的看法。

光纖傳感、光纖光柵、光纖光柵傳感 光纖傳感技術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、化學量和生物量）， 這就是光纖傳感器的基本原理。光纖傳感技術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，便于推廣應用。這兩類光纖傳感器都可再分成光強調(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、

(完整版)光纖光柵溫度傳感器

【摘要】光纖光柵是現(xiàn)代光纖傳感中應用最廣泛的器件與技術。自1978年加拿大渥太華研 究中心利用光纖的光敏效應成功制成第一根光纖光柵以來，光纖光柵傳感器便因為體積小、 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、抗腐蝕性 強等特點及其具有本征自相干能力強和能在一根光纖上利用復用技術實現(xiàn)多點復用、多參量 分布式區(qū)分測量的獨特優(yōu)勢而被廣泛應用于各行各業(yè)。本文先對光纖光柵傳感器的工作原理 及其分類進行論述，接著簡述光纖光柵傳感器的一些重要應用，然后對光纖光柵傳感器的研 究方向進行簡單分析，最后是小結和展望。 【關鍵詞】傳感器；光纖光柵傳感器；光纖光柵傳感技術 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，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

光纖光柵溫度傳感器

傳感器作為感知各種結構系統(tǒng)狀態(tài)變化、獲取結構系統(tǒng)信息的重要工具之一,在生產(chǎn)自動化控制、科學技術測試、安全監(jiān)測、計量貿(mào)易等領域發(fā)揮著非常重要的作用。傳統(tǒng)力學測試、位移測試及溫度測試等傳感技術多采用電阻應變方法來實現(xiàn),這種采用電信號測試的方法最大缺點在于易受干擾。進入21世紀,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-光纖光柵傳感技術,這種傳感技術具有長期穩(wěn)定性好,干擾小,可測量結構物內(nèi)部物理量等優(yōu)點。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應用等方面對這種這種新的傳感技術進行研究。

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

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

本文提出了一種新型的光纖光柵海洋監(jiān)測傳感器,可以實現(xiàn)溫度和壓力的同時測量,且排除溫度對壓力測量的影響.傳感器采用的彈性膜片結構,壓力測量光纖直接與膜片連接,膜片在壓力作用下產(chǎn)生軸向位移,進而拉動壓力測量光纖以實現(xiàn)壓力傳感;溫度測量光纖單獨固定,采用的進水腔結構,在保證光纖免受海水沖擊的情況下直接與海水接觸,實現(xiàn)快速測溫,同時實現(xiàn)溫度補償.

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構健康監(jiān)測領域研究的前沿。特制光纖光柵應變傳感器,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變、進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變傳感器與索內(nèi)鋼絲的連接固定方式進行了研究,在不破壞鋼絲的前提下,研究了傳統(tǒng)的膠粘結和特制的抱箍連接兩種固定方式,通過張拉性能測試,兩種連接結構均有效;通過疲勞性能測試,采用特制的抱箍結構連接是解決纜索內(nèi)置應變傳感器長期可靠性、穩(wěn)定性測試的有效途徑。

隨著中國地下工程的快速發(fā)展,深基坑安全監(jiān)測及變形預測已成為巖土工程領域的重要課題之一,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行實時監(jiān)測預警,及時加強防護,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.

光纖光柵傳感器實時解調(diào)系統(tǒng)

(完整版)光纖光柵傳感器的應用

通過將光纖光柵固定在懸臂梁的上下表面,提出一種基于光柵的應力傳感器,這種傳感器首次提出將光柵通過預緊的方式將其兩端粘貼在懸臂梁上,可以有效遏制因光柵應變不均而產(chǎn)生的反射峰啁啾變化,同時能提供溫度補償。通過實驗證明了這種傳感光柵反射峰的波長變化隨應力的增加呈良好線性關系。增加了反射峰之間的距離變化,可達0.65nm。同時分辨力也有所提高,達到滿量程的1%。