基于布喇格光纤光栅的电沉积应力演变测试

提出了一种测试电沉积应力演变的方法.其机理为当带金属包层的布喇格光纤光栅为阴极进行电沉积时,在沉积应力作用下,布喇格光纤光栅的中心波长将发生漂移,以此可推知沉积应力的大小.测试中首先利用光纤光栅解调仪记录电沉积应力作用下的布喇格光纤光栅中心波长的偏移量,并将整个沉积时间分成小的时间段;然后依据沉积速度和标定的不同沉积厚度下的布喇格光纤光栅应力灵敏度,计算出每时间段的应力值;最后将各时间段应力累加以获得累积应力随时间的演变.以电镀镍为例,使用涂覆有化学镀镍磷金属包层的布喇格光纤光栅传感器,进行电沉积应力测试,测试表明:当测试镍镀层厚度小于50μm时,传感器灵敏度大于7pm/MPa,准确度大于0.14 MPa;在6 000s的电镀时间内,累积压应力为173.049 9 MPa.     

基于Bragg光纤光栅传感器的监测系统设计

设计了基于Bragg光纤光栅传感技术的监测系统,当光纤光栅所处环境的温度、应力、应变或其他物理量发生变化时,光栅的周期或纤芯折射率将发生变化,从而使反射光的波长发生变化,通过测量反射光中心波长的变化,就可以获得待测物理量的变化情况.该系统利用薄膜滤波器完成对外界的分布式测量,采用光强度检测,能够实现无缝监测.     

基于布拉格光栅的边坡监测实验研究

提出了一种基于分布式光纤光栅的边坡监测与报警系统.根据强度折减法,利用ANSYS软件分析出边坡的软弱面及滑体所在的具体位置,从而在该处安装经过特殊封装的拉线式光纤光栅位移传感器.滑体的位移通过拉线转换为作用在光栅上的应力,而光纤光栅反射波长与应变具有良好的线性关系,因此通过检测光栅反射光的中心波长的偏移量,就可以解调出...     

光纤光栅压力传感器中应力迟滞的消除方法

提出了一种利用双光纤光栅消除光纤光栅压力传感器中应力迟滞的方法.将两个相同波长的光纤布拉格光栅分别对称粘贴于悬臂梁的上下表面并串接在一起，外压力作用下可实现调谐双光栅布拉格波长差.研究结果表明，该方法可消除弹性元件材料所引起光纤光栅压力传感器的应力迟滞，改善传感器的线性响应特性和重复性，在0~40 MPa的压力范围内，双峰波长差的调谐范围为5.12 nm，是单峰波长调谐范围的2倍，压力调谐双峰波长差的灵敏度可达0.128 nm/MPa，是压力调谐单峰波长灵敏度的2倍.     

光纤光栅温度和应力特性的实验研究

报道了光纤光栅分别受温度和应力影响时其中心工作波长的漂移情况，实验结果与理论计算相符，并由此实验结果得出重要结论：利用光纤光栅的温度和应力特性，通过合理的设计，可以控制其工作波长的漂移量。     

基于光谱特征分析的光纤光栅腐蚀传感器研究

针对航空航天领域铝合金结构服役过程腐蚀监测需求,提出了一种基于铝质细管结构的预载荷型光纤光栅腐蚀传感器。给出了铝合金结构腐蚀在役监测机理,得到光纤光栅反射光谱特征与铝质细管厚度变化之间的理论关系模型,构建了酸碱环境下的光纤光栅腐蚀监测试验系统。通过在细管内部配置不受力且仅感受温度变化的光纤光栅传感器,解决了被测目标的温度与应力交叉敏感问题。研究表明,这种铝质细管封装设计不仅可以感受腐蚀对其力学性能的影响,还能够屏蔽外界腐蚀因素对管内光纤感知器件的干扰。随着金属管腐蚀程度加深,其管壁逐渐变薄,光纤光栅反射光谱逐渐向短波长方向偏移,且管壁厚度变化与光栅中心波长偏移量之间呈较好单调关系。这些特性能够为进一步开展基于光纤感知器件的机械结构在役腐蚀监测研究提供有益帮助。     

分布式光纤布拉格光栅在油气管道检测中的应用

阐述光纤布拉格光栅温度应力传感器的工作原理及光栅中心波长的移动探测解调原理,分析光纤布拉格光栅传感器在油气管道监测系统中的应用和前景。     

基于光纤布拉格光栅传感的锂电池内部状态原位监测

锂电池内部的应力和温度变化难以监测是影响电池安全运行的最大隐患，提出采用光纤布拉格光栅传感技术，在锂电池内部植入光栅对电池阳极的温度和应力变化信息进行实时采集，实现了对锂离子电池阳极的原位监测，建立了电信号与光学传感信号之间的联系。实验结果表明，锂电池工作循环中，锂离子的脱嵌和嵌入会引起温度变化，对应传感器波长偏移达100 pm，温度上升11.1℃；在排除温度因素的影响后，循环电流的跳变会引起阳极收缩，产生的应力使波长漂移达21.96 pm，约为18.3με。此外，研究了不同充放电速率对电池的影响，10 mA电流比2.5 mA电流时温度提高了2.8倍，应力提高了4.4倍。所植入光栅监测系统既可以高精度地测量电化学反应引起的温度、应力变化，同时解调速度快，有利于实时、准确监测锂电池的热失控及形变鼓包故障，研究结果有望为锂电池的安全使用提供有效的实验依据。     

基于应力分析的电镀保护光纤布喇格光栅传感性能分析(英文)

为保护光纤光栅,提出了一种镀层和光纤光栅结合良好的无粗化过程的化学镀和电镀保护方法.基于应力分析法,得到镀镍光纤光栅的温度灵敏度公式,采用ANSYS有限元软件分析了电镀后光纤光栅应力随温度变化关系,并进行了实验证实.结果表明:光纤光栅电镀后温度灵敏度理论和实验值分别为20.6951pm/℃、22.076pm/℃.理论分析和实验、仿真结果基本一致.相比裸光纤光栅,温度灵敏度增加到原来的2.2倍.该方法不仅可以获得厚度理想的保护层,还可以提高光纤光栅的温度灵敏度.     

用布喇格光纤光栅传感器测定口腔复合树脂材料光固化收缩与温度演化特性

复合树脂材料已成为重要的牙齿美容修复材料.本文利用两种布喇格光纤光栅传感器测定了口腔复合树脂材料在光固化过程中的收缩与温度演化特性.一种为普通的光纤布喇格光栅,另一种为经过了化学镀镍的光纤布喇格光栅,同时埋入复合树脂样品中,用光照射使其固化,测得光纤布喇格光栅在固化过程中温度和应力随时间的演化曲线.实验结果表明,在光固化过程中,因为聚合反应,树脂产生了强烈的收缩应力和温度变化.掌握复合树脂的光固化收缩特性和温度变化特性对不断改良材料性能以及优化口腔材料的治疗效果具有实际意义.     

Wavelength and power monitoring of DWDM systems using scanning F–P filter calibrated with a F–P laser

A novel technique to overcome the long-term drift and hysteresis of a scanning Fabry–Perot filter was developed and applied to wavelength and power monitoring of DWDM system. By using the comb peaks generated by a temperature-stabilized, near threshold-biased Fabry–Perot diode laser as wavelength reference for the scanning Fabry–Perot filter, wavelength and power measurement accuracy of better than ±10 pm and 0.2 dB, respectively, were achieved.     

核试验监测的技术和物理

国际核试验监测系统包括地震探测系统、水声探测系统、次声探测系统、放射性核素探测系统、国际数据中心、现场核查系统等组成部分，是一个国际性的“大科学”工程。文章概要介绍了核试验监测中的主要技术问题和物理问题，国际核试验监测系统的现状和发展趋势，以及国际监测系统在科学研究和可持续发展中的可能的应用领域。     

In-process monitoring techniques for laser cleaning

Diverse in-process monitoring techniques based on acoustic, chromatic and intelligent approaches have been developed for laser cleaning not only to achieve the sound-cleaned surface but also to control the process in an automatic manner. The cleaning of various materials such as copper, marble, paper have also been carried out by using Q-switched Nd:YAG radiation. The process was successfully monitored by detecting the acoustic emission induced by laser–surface interactions during laser cleaning. Novel surface monitoring was achieved by chromatic modulation technique. The monitoring of laser fluence based on neural network logic was carried out by means of the recognition of acoustic spectrum patterns. The prediction system of surface damage has been also developed using fuzzy rule base in the same way as a human expert. These techniques may provide unique information for characterising the process as well as a promise of successful applications for laser cleaning techniques in real practical fields.     

A Glucose Sensing Contact Lens: A Non-Invasive Technique for Continuous Physiological Glucose Monitoring

We have developed a range of glucose sensing contact lenses, using a daily, disposable contact lens embedded with newly developed boronic acid containing fluorophores. Our findings show that our approach may be suitable for the continuous monitoring of tear glucose levels in the range 50–1000 M, which typically track blood glucose levels, which are 5–10 fold higher. Our non-invasive approach may well offer an alternative solution to current invasive glucose monitoring techniques for diabetes, such as finger pricking.     

基于WEB的ZIGBEE无线医疗监测系统

为了便于医护人员对病人所在位置信息的实时监测,系统基于Web和Zigbee技术,采用软、硬结合的开发方法,设计了一种实用的便于医生使用的无线医疗监测系统。系统硬件部分使用CC2430/31芯片,软件使用IAR Embedded Workbench编写代码实现Zigbee无线通信功能对病人所在位置进行定位,通过串口数据检验定位结果与实际位置基本相符。Web部分使用B/S模式通过PHP语言控制服务器端程序的网站,使用phpmyadmin和Dreamweaver CS5编写代码实现了网站对定位坐标数据的存储和定位图像的显示。本系统在国内监护病人方面实现了创新,为医护人员对病人的护理提供更有力的保障。     

用复合监控法镀制的TEA CO2激光器增透膜

比较了光学薄膜淀积过程中的晶振监控和光学监控各自的优缺点,提出了一种有效利用这两种监控方法各自优点的复合监控方法,利用该复合监控方法采用离子辅助镀工艺镀制的TEA CO2激光器增透膜,其透射率高于99.5%,且具有良好的稳定性和重复性.     

论无创血糖监测的红外光谱方法(特邀)

介绍了无创血糖监测的几种光学方法以及红外光谱法用于无创血糖监测的优势。分析了无创血糖监测红外光谱法的主要问题,包括光在人体组织中的复杂传播;葡萄糖吸收信号微弱,且与人体中其它生化成分吸收光谱重叠;人体组织背景吸收干扰严重等。总结了无创血糖监测红外光谱法的最新进展,给出抑制人体组织背景吸收干扰的方法,并认为组织液可代替血液用于血糖水平的测量。展望了该领域未来研究趋势,主要涉及精确描述光子在组织中的传输、测量皮肤表皮内或表皮与真皮浅层光谱信息,以及提高光谱仪器信噪比,建立葡萄糖吸收带定标模型。     

光纤光栅传感技术在成桥检测中的应用研究

在分析的基础上,通过等强度梁试验具体验证了光纤Bragg光栅波长变化与应变的关系,研究了光纤Bragg光栅传感器的布设工艺,并在某大桥的成桥检测过程中成功地布设了36个光纤Bragg光栅应变传感器与5个温度传感器,布设的传感器在成桥检测过程中监测结构层状态。监测结果表明：埋入的光纤Bragg光栅传感器具有很好的传感性能,可以很方便地监测桥梁结构,为桥梁结构的健康诊断提供可靠的依据。     

Monitoring the presence of water and water–sand droplets in a horizontal pipe with Acoustic Emission technology

Monitoring of multiphase flow is a process that has been established over several decades. This paper demonstrates the use of Acoustic Emission (AE) technology to detect and monitor moving water and water–sand droplets in a horizontal pipe. The experimental investigation considered two types of droplets, water and water–sand with average droplet volumes ranging from 1 ml to 5 ml. The experimental findings show good correlation between AE energy, droplet volume and the superficial gas velocity (V_SG).     

结构选择优化及过正量膜厚控制在激光析光膜中的应用

分忻了膜系设计中的膜层结构选择性优化方法,阐述了用光电极值法控制非λ／4膜系的膜厚的方法计算出沉积每一层县有极值的波长,然后根据此波长,给出一定的过正量进行膜厚模拟,最后确定每‘层的监控波长。利用这种方法可以提高膜系厚度的控制精度。该义介绍了自主开发膜系设计软件的部分功能,并利用该软件设计并镀制出1060nm的激光析光膜。