光纖Bragg光柵應(yīng)變傳感器在紗線張力測量中應(yīng)用

當環(huán)境相對濕度發(fā)生變化時,濕敏材料的某些物理特性也會隨之發(fā)生變化,將濕敏材料涂覆在光纖光柵上,光柵的波長變化能直觀反映濕度的變化。基于此,文章設(shè)計了一種光纖bragg光柵的濕度傳感器,首先分析了該傳感器的傳感原理,接著制作了濕敏材料的傳感器,最后進行了實驗測試,結(jié)果表明：文章所制作的光纖bragg光柵濕度傳感器的穩(wěn)定性較好。

利用復(fù)合材料封裝光纖bragg光柵(fbg)設(shè)計制作了用于測量高速碰撞或爆炸與沖擊作用下混凝土內(nèi)部動態(tài)應(yīng)變的fbg應(yīng)變傳感器。在霍普金森壓桿上對fbg在封裝前的裸光柵和封裝后的fbg傳感器分別進行了高速沖擊試驗,試驗表明:設(shè)計的fbg傳感器的瞬態(tài)響應(yīng)上升時間小于20μs,具有良好的動態(tài)響應(yīng)特性,可以用于工程中混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)高速沖擊下的動態(tài)應(yīng)變測試。

直接監(jiān)測電力設(shè)備內(nèi)部元件所受應(yīng)力可以直觀反映電力設(shè)備的運行狀態(tài),傳統(tǒng)的監(jiān)測手段不能直接深入電力設(shè)備內(nèi)部進行檢測.研制了一種帶溫度補償?shù)墓饫wbragg光柵應(yīng)變傳感器,可以對電力設(shè)備內(nèi)部元件所受應(yīng)力和溫度進行檢測.研制的應(yīng)變傳感器選取了35kv干式空心電抗器作為實驗對象,監(jiān)測了一次干式電抗器固化過程中包封所受應(yīng)力和溫度的變化趨勢.將為變電站內(nèi)高壓電力設(shè)備的實時監(jiān)控提供理論和實踐依據(jù).

　第25卷第3期　　　　　　　　　　　　　　應(yīng)　用　激　光　　　　　　　　　　　　　　　vol.25,no.3 　2005年6月　　　　　　　　　　　　　　　　appliedlaser　　　　　　　　　　　　　　　june2005 f-p光纖傳感器及光纖bragg光柵傳感器 應(yīng)用于光纖智能夾層的研究 3 蘆吉云　梁大開　李東升　潘曉文 (南京航空航天大學(xué)航空科技智能材料與結(jié)構(gòu)重點實驗室,　南京210016) 　　提要　本文對嵌入f-p光纖傳感器和bragg光柵光纖傳感器的光纖智能夾層進行了研究,實現(xiàn)了對應(yīng)變的測量。通過 對光纖智能夾層的理論分析和試驗研究,分析了應(yīng)變對傳感系數(shù)的影響,研究了f-p光纖傳感器檢測的應(yīng)變與所受的載荷 及bragg光柵傳感器波長變化量與應(yīng)變之間的關(guān)系。

技 術(shù) 創(chuàng) 新 中文核心期刊《微計算機信息》（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／

研究了光纖bragg光柵封裝工藝,提出并實現(xiàn)了兩種封裝光纖bragg光柵傳感器:工字型鋼管封裝光纖bragg光柵應(yīng)變傳感器及鋼管封裝光纖bragg溫度傳感器。研究了傳感器的埋設(shè)工藝,采用金屬絲固定法、鋼管抽出法兩種方法進行了埋設(shè)。將它們埋入到鋼筋混凝土梁中,實現(xiàn)對混凝土的拉、壓應(yīng)變及溫度的測量。結(jié)果顯示,在試驗梁彈性階段,可以較為準確的監(jiān)測混凝土應(yīng)變。

第37卷，增刊紅外與激光工程2008年4月 vol.37supplementinfraredandlaserengineeringapr.2008 收稿日期：2008-03-20 基金項目：國家自然科學(xué)基金（50775180），西安理工大學(xué)特色研究計劃（102-210614） 作者簡介：魏穎(1981-)，女，河北蠡縣人，碩士，主要研究方向為光電測量技術(shù)。email:weiying0312@126.com 導(dǎo)師簡介：焦明星(1962-)，男，陜西高陵人，博士，教授，博士生導(dǎo)師、主要研究方向為激光傳感與測量技術(shù)方面。email:jiaomx@xaut.edu.cn 保偏光纖bragg光柵傳感特性的實驗研究 魏穎，焦明星

光纖Bragg光柵傳感原理及增敏技術(shù)

油氣井溫度數(shù)據(jù)在地質(zhì)資料解釋和油氣井監(jiān)測方面作用明顯。但傳統(tǒng)的井溫測量儀器在井溫測量時存在靈敏度不夠高、不能在極限環(huán)境使用等缺點。光纖bragg光柵溫度傳感器作為新一代溫度測量技術(shù)的代表,具有體積小、質(zhì)量輕、抗輻射等傳統(tǒng)測量儀器無法比擬的優(yōu)勢,本文對其傳感原理、傳感器結(jié)構(gòu)、應(yīng)用等方面做了闡述。

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(yīng)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。

在闡述光纖bragg光柵(fbg)傳感技術(shù)的工作原理和優(yōu)點的基礎(chǔ)上,以昆明白泥井3#隧道為實例,提出fbg傳感器在隧道內(nèi)的鋪設(shè)方案及溫度補償技術(shù)。經(jīng)過對隧道斷面的24h連續(xù)監(jiān)測,討論隧道內(nèi)最大溫差對bragg反射中心波長變化的影響,并對隧道每一監(jiān)測斷面上溫度傳感系統(tǒng)所取得的bragg波長值進行可靠性的估計,驗證fbg監(jiān)測系統(tǒng)的可靠性。對隧道進行8個月的定期監(jiān)測,并對隧道斷面的應(yīng)變變化情況進行分析,分析結(jié)果表明:干濕季節(jié)交替是導(dǎo)致測點應(yīng)變波動的重要因素,而雨季是致使測點應(yīng)變變化增大的主要原因。目前隧道二次襯砌結(jié)構(gòu)穩(wěn)定;同時,研究結(jié)果表明,fbg可準確地測出隧道的應(yīng)變分布,將其應(yīng)用于隧道變形監(jiān)測中是可行和有效的。

光纖光柵傳感器光纖光柵傳感器

為了克服傳統(tǒng)電測法在鉆井井壁監(jiān)測中的缺陷,根據(jù)鉆井井壁施工工藝和地質(zhì)條件等,提出了井壁節(jié)數(shù)及傳感器布設(shè)方案,并采用光纖bragg光柵傳感器(fbg)對唐山溫家莊鐵礦鉆井井壁下沉過程進行實時監(jiān)測,監(jiān)測內(nèi)容為井壁外壁所受壓力、混凝土應(yīng)變以及鋼筋應(yīng)力,并對監(jiān)測數(shù)據(jù)處理分析,分析結(jié)果表明:fbg對鉆井井壁的監(jiān)測數(shù)據(jù)可達理論值的95%～98%,監(jiān)測數(shù)據(jù)能夠及時、準確地反映鉆井井壁受力變化情況,保證了監(jiān)測的可靠性、穩(wěn)定性與重復(fù)性。

押概述了光纖bragg光柵傳感器(fbg)的組成、原理、類型及特點,介紹了目前光纖bragg光柵傳感器在水電工程中的研究以及國內(nèi)應(yīng)用實例。分析了現(xiàn)有應(yīng)用的不足之處,指出了光纖bragg光柵傳感器在大壩安全監(jiān)測中的應(yīng)用及前景。

針對錨桿檢測問題,提出了采用光纖bragg光柵傳感技術(shù)進行錨桿監(jiān)測的新方案,詳細介紹了光纖bragg光柵錨桿監(jiān)測系統(tǒng)的工作原理及主要構(gòu)成,進行了工程現(xiàn)場與常規(guī)技術(shù)的對比實驗.結(jié)果表明:光纖bragg光柵傳感器具有精度高、能測量絕對數(shù)值、抗干擾能力強、結(jié)構(gòu)簡單和長期穩(wěn)定性好的優(yōu)點,可以實現(xiàn)實時在線監(jiān)測,具有極大的應(yīng)用和發(fā)展前景.

在介紹光纖bragg光柵(fbg)傳感原理的基礎(chǔ)上,闡述了fbg在水布埡工程錨桿上的應(yīng)用,包括傳感器的布設(shè)、安裝工藝、張拉測試等。分析了光纖光柵傳感器在錨桿、錨索等工程上的應(yīng)用前景。

在介紹光纖bragg光柵(fbg)傳感原理的基礎(chǔ)上,闡述了fbg在系桿拱橋索力長期監(jiān)測工程上的應(yīng)用,包括傳感器的布設(shè)、安裝工藝、索力測試等。經(jīng)分析光纖光柵傳感器在橋梁監(jiān)測工程上具有極大的應(yīng)用前景。

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論述了采用布拉格光柵對應(yīng)變進行傳感的理論和方法,得出了布拉格中心波長與應(yīng)變之間的理論關(guān)系式,并實際監(jiān)測了寧波市招寶山大橋在車輛載荷下的應(yīng)變.監(jiān)測結(jié)果表明:光纖bragg光柵可以方便地監(jiān)測大橋的疲勞損傷,為橋梁結(jié)構(gòu)的健康診斷提供了相應(yīng)的依據(jù).

光纖光柵傳感器除具有一般普通光纖傳感器體積小、靈敏度高、帶寬寬、抗電磁干擾能力強和耐腐蝕外,還具有易集成、本征自相干性好、波長編碼、可實現(xiàn)實時測量和分布式測量等獨特優(yōu)點,近年已成為新型傳感及國際智能結(jié)構(gòu)領(lǐng)域中的研究熱點.文章介紹了光纖bragg光柵傳感器的基本原理,綜述了其在國外船舶結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用,分析了光纖bragg光柵傳感器在信息化智能艦船中能起到的作用和在智能船舶結(jié)構(gòu)中應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù).

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本文概述了光纖bragg光柵傳感器(fbg)的組成、原理、類型及特點,介紹了目前光纖bragg光柵傳感器在國外橋梁工程中的研究及應(yīng)用情況以及國內(nèi)應(yīng)用實例,并分析了現(xiàn)有應(yīng)用的不足之處,指出了光纖bragg光柵傳感器在橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測應(yīng)用中的發(fā)展方向。