光纖光柵金屬腐蝕傳感器

本文通過(guò)對(duì)光纖結(jié)構(gòu)及原理的了解,解釋了光纖中光波傳播的主要特點(diǎn)。在了解了光纖光柵傳感器構(gòu)造及工作原理的同時(shí),以鋼板-混凝土結(jié)構(gòu)材料為實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?利用光纖光柵傳感器作為檢測(cè)儀器,通過(guò)在鋼板-混凝土材料構(gòu)成的橋面上布置不同數(shù)量和種類的fbg,同時(shí)認(rèn)為施加不同載荷,觀察fbg的檢測(cè)結(jié)果和檢測(cè)數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)證明,光纖光柵傳感器對(duì)于鋼板-混凝土組成的結(jié)構(gòu)進(jìn)行的無(wú)損檢測(cè),其安全系數(shù)和檢測(cè)效率較其他無(wú)損檢測(cè)技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

傳感器總長(zhǎng)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(guò)在波分復(fù)用的基礎(chǔ)上添加光時(shí)分復(fù)用來(lái)改進(jìn)傳感網(wǎng)絡(luò)布置,提高測(cè)量精度;同時(shí),設(shè)計(jì)了一套封裝裝置來(lái)確保封裝時(shí)fbg與基材之間的準(zhǔn)確定位以及黏結(jié)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(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該fbg形狀傳感器的測(cè)量精度為3.1％.

光纖光柵傳感器介紹

光纖光柵傳感器的應(yīng)用 一、光纖光柵傳感器的優(yōu)勢(shì) 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(jiǎn)單、體積小、重量輕、外形可變,適合埋入大型結(jié)構(gòu)中, 可測(cè)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(duì)被測(cè)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(gè)光柵,構(gòu)成傳感陣列,與波分 復(fù)用和時(shí)分復(fù)用系統(tǒng)相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)分布式傳感; (5)測(cè)量信息是波長(zhǎng)編碼的,所以,光纖光柵傳感器不受光源的光強(qiáng)波 動(dòng)、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

光纖光柵位移傳感器

針對(duì)纜索局部埋植傳感器測(cè)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(jì)保證纜索索力測(cè)試的大應(yīng)力監(jiān)測(cè)要求。針對(duì)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(cè)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(shí)際中心波長(zhǎng)變化不超過(guò)2900pm,達(dá)到了減敏效果,傳感器可以滿足大索力長(zhǎng)期測(cè)試要求。

基于壓電陶瓷的光纖光柵傳感器的設(shè)計(jì)。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(shí)驗(yàn)結(jié)果得出:在0～160v的電壓范圍內(nèi),中心波長(zhǎng)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(zhǎng)范圍約為1.6nm。

采用耦合波理論分析了光纖光柵對(duì)光的反射機(jī)理及其傳感原理,提出了光纖光柵在溫度測(cè)量和位移測(cè)量中的應(yīng)用方案,給出了實(shí)驗(yàn)結(jié)果,展望了光纖光柵在光纖傳感和光纖通信方面的應(yīng)用前景.

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(wú)源器件,具有可靠性好,測(cè)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(guò)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(shí)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(wú)源器件,具有可靠性好,測(cè)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(guò)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(shí)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(shí)表征光波的特征參量（振幅、相位、偏振態(tài)、波長(zhǎng)等）因外界因素 （如溫度、壓力、磁場(chǎng)、電場(chǎng)、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(lái)探測(cè)各種待測(cè)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(duì)外界因素進(jìn)行計(jì)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(diǎn)，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(cè)得的特征量，由光纖進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，它的特點(diǎn)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(zhǎng)調(diào)制等幾種形式。光纖傳感器的特點(diǎn)1、

光纖光柵傳感器具有廣闊的應(yīng)用前景,但就目前來(lái)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(cè)。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(jiǎn)單、性能可靠、易于進(jìn)行加工制造,可以用在任何有監(jiān)測(cè)需要的結(jié)構(gòu)中,用來(lái)完成實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的工作,以降低結(jié)構(gòu)安全問(wèn)題的可能性。

介紹了光纖光柵溫度傳感器的金屬管封裝技術(shù),通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究其溫度傳感特性。采用熱膨脹系數(shù)不同的內(nèi)徑r=1mm,壁厚d=0.5mm,長(zhǎng)度l=100mm管式結(jié)構(gòu)的金屬材料對(duì)光纖光柵進(jìn)行貼壁封裝實(shí)驗(yàn)時(shí),得到黃銅管封裝的傳感靈敏度為14.9pm/℃,紫銅管封裝的為14.6pm/℃,不銹鋼管封裝的為12.0pm/℃,它們分別是裸光柵的1.66倍、1.62倍和1.33倍,意味著熱膨脹系數(shù)大的封裝材料傳感靈敏度更高。實(shí)驗(yàn)表明,軸向封裝的光柵,傳感靈敏度還與其同管內(nèi)壁的間距有關(guān),間距越小靈敏度越高。

(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(yīng)用最廣泛的器件與技術(shù)。自1978年加拿大渥太華研 究中心利用光纖的光敏效應(yīng)成功制成第一根光纖光柵以來(lái)，光纖光柵傳感器便因?yàn)轶w積小、 重量輕、檢測(cè)分辨率高、靈敏度高、測(cè)溫范圍寬、保密性好、抗電磁干擾能力強(qiáng)、抗腐蝕性 強(qiáng)等特點(diǎn)及其具有本征自相干能力強(qiáng)和能在一根光纖上利用復(fù)用技術(shù)實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)復(fù)用、多參量 分布式區(qū)分測(cè)量的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)而被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。本文先對(duì)光纖光柵傳感器的工作原理 及其分類進(jìn)行論述，接著簡(jiǎn)述光纖光柵傳感器的一些重要應(yīng)用，然后對(duì)光纖光柵傳感器的研 究方向進(jìn)行簡(jiǎn)單分析，最后是小結(jié)和展望。 【關(guān)鍵詞】傳感器；光纖光柵傳感器；光纖光柵傳感技術(shù) 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(yīng)，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(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(dòng)化控制、科學(xué)技術(shù)測(cè)試、安全監(jiān)測(cè)、計(jì)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(cè)試、位移測(cè)試及溫度測(cè)試等傳感技術(shù)多采用電阻應(yīng)變方法來(lái)實(shí)現(xiàn),這種采用電信號(hào)測(cè)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(guó)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(zhǎng)期穩(wěn)定性好,干擾小,可測(cè)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(duì)這種這種新的傳感技術(shù)進(jìn)行研究。

分析了適用于動(dòng)態(tài)應(yīng)變測(cè)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(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)并制作了一種適用于工程化的光纖光柵動(dòng)態(tài)應(yīng)變傳感器。對(duì)等強(qiáng)度水泥梁以及實(shí)際工程中的盧浦大橋等場(chǎng)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(duì)比驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,光纖光柵應(yīng)變傳感器具有很高的精度

針對(duì)光纖布拉格光柵(fbg)溫度和應(yīng)變的交叉敏感問(wèn)題,設(shè)計(jì)了一種帶熔點(diǎn)保偏光纖光柵(pmfbg)結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)通過(guò)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(diǎn)位置寫入光柵。文中首先采用熊貓保偏光纖設(shè)計(jì)制作了該結(jié)構(gòu),并搭建實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)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(gè)峰值,隨著軸向應(yīng)力的增加,反射譜整體產(chǎn)生紅移,同時(shí)分裂的2個(gè)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(shí)驗(yàn)結(jié)果的一致性較好。證實(shí)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(shí)現(xiàn)軸向應(yīng)變的測(cè)量。

本文提出了一種新型的光纖光柵海洋監(jiān)測(cè)傳感器,可以實(shí)現(xiàn)溫度和壓力的同時(shí)測(cè)量,且排除溫度對(duì)壓力測(cè)量的影響.傳感器采用的彈性膜片結(jié)構(gòu),壓力測(cè)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(jìn)而拉動(dòng)壓力測(cè)量光纖以實(shí)現(xiàn)壓力傳感;溫度測(cè)量光纖單獨(dú)固定,采用的進(jìn)水腔結(jié)構(gòu),在保證光纖免受海水沖擊的情況下直接與海水接觸,實(shí)現(xiàn)快速測(cè)溫,同時(shí)實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)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(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)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(guò)光纖光柵中心波長(zhǎng)的變化測(cè)量鋼絲的局部應(yīng)變、進(jìn)而獲得纜索整體索力是實(shí)現(xiàn)智能纜索的有效方法。對(duì)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(guò)張拉性能測(cè)試,兩種連接結(jié)構(gòu)均有效;通過(guò)疲勞性能測(cè)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(zhǎng)期可靠性、穩(wěn)定性測(cè)試的有效途徑。

隨著中國(guó)地下工程的快速發(fā)展,深基坑安全監(jiān)測(cè)及變形預(yù)測(cè)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(xiàng)目為例,為了能夠在基坑施工中進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警,及時(shí)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(cè),截取2017年11月份上旬的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),結(jié)果表明,該基坑深層水平位移變化值隨著開(kāi)挖深度的增加而增大,最大值為18.6mm,同時(shí)1號(hào)測(cè)點(diǎn)和3號(hào)測(cè)點(diǎn)變化值大致相同,而2號(hào)測(cè)點(diǎn)變化值相對(duì)較大.