光纖光柵傳感器在上海旗忠網球中心施工監(jiān)控中的應用研究

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相結合,實現分布式傳感; (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

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。

傳感器作為感知各種結構系統狀態(tài)變化、獲取結構系統信息的重要工具之一,在生產自動化控制、科學技術測試、安全監(jiān)測、計量貿易等領域發(fā)揮著非常重要的作用。傳統力學測試、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,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。

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有了更多的應用領域。通過光纖布拉格光柵內部寫入、干涉法側面寫入、相位模版法寫入等制作技術的原理說明和對比評介,通過光纖光柵傳感器對所在環(huán)境的應變、應力、溫度變化和動態(tài)磁場的感應原理分析,以及對光纖光柵傳感器在復合材料、電力系統、石油天然氣井和建筑結構中的應用工程的綜述,闡明了這一類傳感器件在單參數傳感測量,特別是多參數傳感測量中還有很大的發(fā)展空間,值得進一步研究。

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,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)測及變形預測已成為巖土工程領域的重要課題之一,以太原火車站調蓄池項目為例,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)測數據,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.

光纖光柵傳感器的研究與應用 0引言近年來。隨著光纖通信技術向著超高速、大容量通信系統的方向 發(fā)展，以及逐步向全光網絡的演進．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的空間分布發(fā)生相應的變化。 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、易與系統及其它光纖器 件連接等優(yōu)點，因而在光通信、光纖傳感等領域得到了廣泛應用。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、應變同時測量技術的應用。1光纖傳感器的工作原理1．1光 纖光柵傳感器的結構光纖布拉格光柵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，從而在光纖上形成周期性的光

詳細闡述光纖光柵傳感器的結構及布拉格光纖光柵傳感器的工作原理。重點介紹結構健康監(jiān)測系統構成、光纖光柵傳感器系統的信號處理、安裝等方面問題;展望光纖光柵傳感器在結構健康監(jiān)測領域中的前景。

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注,它除了光纖光柵本身具有的優(yōu)點外,還具有環(huán)境折射率敏感度高、可解決溫度-應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。文章首先概述了tfbg的工作原理,隨后從傾角、應變、溫度及環(huán)境折射率測量等方面闡述了當前tfbg主要研究方向以及研究現狀,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用前景,但就目前來看,最有發(fā)展和應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行結構腐蝕技術的監(jiān)測。本文主要提出新型耐腐蝕光纖光柵溫度傳感器和應變傳感器。這種耐腐蝕傳感器制作簡單、性能可靠、易于進行加工制造,可以用在任何有監(jiān)測需要的結構中,用來完成實時監(jiān)測的工作,以降低結構安全問題的可能性。

變電所是電力系統的樞紐,它擔負著電網供電的重要任務,因此,它是防雷的重要保護部位。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的電氣設備為高,因此沿著線路侵入到變電所的雷電進行波的幅值也是很高的。我們要重視防雷保護的工作,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變和溫度等多種物理量,在光傳感領域發(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，其量程達到100mm，測量精度0．1mm。對兩個多月的現場試驗數據分析表明，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確的響應。

針對路基沉降變形監(jiān)測工程中存在的耗費大量人力,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,其量程達到100mm,測量精度0.1mm。對兩個多月的現場試驗數據分析表明,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確的響應。

針對電類傳感器難以滿足橋梁結構長期監(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)進行監(jiān)測,并通過理論和實驗結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、溫度適應范圍等要求的同時,兼具抗電磁干擾、外形結構簡單、布設方便、長期穩(wěn)定性好等優(yōu)勢,具有良好的工程應用前景。

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

本文介紹了光纖布拉格光柵傳感器的特點和工作原理,并進行了相關的試驗研究。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,其作為應變測量的工具用于結構健康監(jiān)測是可行的。

光纖光柵傳感器實時解調系統

研究并實現了一種基于雙衍射光柵的光纖布拉格光柵(fbg)傳感器解調系統。該解調系統的光路由準直鏡、衍射光柵、柱面反射鏡和光電探測器等器件組成。通過準直鏡后不同波長的平行光束經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系統尺寸的同時提高光學空間分辨力,采用線陣探測器替代掃描機構從而簡化系統結構。從理論上分析了光束經過該系統后的空間光強分布,根據光強的高斯分布采用多項式擬合的方法實現了反射光譜峰值定位算法。通過與高精度光譜儀的測量結果對比表明,該解調方法具有較高的波長解調精度和穩(wěn)定性。