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1.
耐高压光纤Bragg光栅压力传感技术研究   总被引:24,自引:10,他引:14       下载免费PDF全文
分析了聚合物封装光纤光栅的压力响应特性,通过采用特殊聚合物材料将光纤光栅封装于金属套管中,并通过在金属套管预涂覆一层软弹性材料,以消除封装过程中由于聚合物固化收缩以及聚合物与套管壁粘接与摩擦产生的光纤光栅啁啾化,改善了光纤光栅压力响应特性.封装后的光纤光栅压力响应灵敏度为0.036 nm/MP,具有良好的线性,压力测量范围可达40 MP以上.  相似文献
2.
一种新颖的温度补偿光纤光栅应力传感测量技术   总被引:14,自引:2,他引:12  
分析了光纤Bragg光栅的应变响应原理,通过实验观察光纤光栅粘贴在厚度不均的悬臂梁上产生的双峰响应,证明悬臂梁结构的不均匀会使整个光纤光栅受到不同的应力而产生两个反射峰,并且两个反射峰之间的距离随着应力的增加呈线性变化。实验中,当载荷为200g时,两个反射峰之间距离达到0.16nm,而温度变化不会引起两个反射峰之间的变化。利用这种结构的封装,可以克服光纤光栅对温度和应力交叉敏感的问题,消除温度变化引起的应力测量误差,实现一个光纤光栅对应力单参量的测量。  相似文献
3.
基于光纤Bragg光栅反射波带宽展宽的压力传感研究   总被引:12,自引:9,他引:3       下载免费PDF全文
报道了一种新颖的光纤Bragg光栅压力传感装置,提出并实现了利用光纤Bragg光栅反射波带宽展宽实现压力传感的新方法.利用压力作用下双孔悬臂梁非均匀应变带动光栅使Bragg反射波漂移的同时带宽展宽,实现压力传感.在0~23.5 N的测量范围内,基于光谱分析仪0.05 nm的光谱分辨率,压力分辨率为0.54 N,带宽最大展宽量2.14 nm,压力响应曲线具有良好的线性.多次测量表明:展宽波型稳定,重复性好.  相似文献
4.
单光纤光栅波谱展宽温度压力同时区分测量   总被引:10,自引:4,他引:6  
郭团  乔学光  贾振安  孙安  陈长勇 《光学学报》2004,24(10):401-1405
报道了利用单光纤布拉格光栅反射波带宽展宽技术实现温度与压力同时区分测量的新方案。通过聚合物材料将光栅粘接于双孔悬臂梁非均匀应变区 ,在压力作用下悬臂梁带动光栅发生非均匀应变 ,使布拉格反射波波长漂移的同时带宽展宽 ,而温度变化仅引起反射波波长漂移。在 2 0~ 10 0℃和 0~ 7.8N的温度和压力测量范围内 ,温度测量精度± 1.1℃ ,压力测量精度± 0 .18N ,布拉格反射波中心波长漂移量和带宽展宽量随温度和压力的变化呈良好的线性关系 ,线性度均高于 99.6 %。多次测量表明 ,此方案的展宽波形稳定 ,重复性好。  相似文献
5.
大范围光纤布拉格光栅温度传感器增敏实验研究   总被引:10,自引:0,他引:10  
孙安  乔学光  贾振安  郭团  陈长勇 《光学学报》2004,24(11):491-1493
简要分析了光纤布拉格光栅的温度响应及增敏原理,采用特殊耐高温有机聚合物对光纤光栅进行温度增敏封装,并通过改进光纤光栅的聚合物封装固化工艺,使用某种有机硅导热胶减小有机聚合物与套管材料的粘合度,消除了封装过程中由于聚合物材料不均匀收缩引起的光纤光栅反射谱啁啾化,实现20~180℃范围内光纤光栅传感器对温度高灵敏度测量。实验结果表明.聚合物封装光纤光栅传感器温度响应灵敏度在20~130℃为0.05nm/℃,在130~180℃达到了0.22nm/℃,并在两个区域保持较好的线性与重复性。此结构传感器封装工艺简单,易于实现,可用于高温恶劣环境下的温度单参量测量。  相似文献
6.
光纤光栅温度应变智能传感原理及增敏技术研究   总被引:6,自引:0,他引:6  
郭团  乔学光  贾振安  孙安  陈长勇 《物理》2003,32(3):176-181
文章分析了光纤光栅对温度和应变传感的响应机理,对光纤光栅的纤芯材料选择、光纤光栅的写入方法及封装方法等方面进行了综合评述,在此基础上讨论了实现光纤光栅对温度和应变传感增敏的基本原理和方法,介绍了长周期光纤光栅与光纤布拉格(Bragg)光栅融合测量和如何选用对温度和应变灵敏的纤芯材料,研究了超短脉冲激光直接写入法和如何选用热膨胀系数和弹性模量不同的特种聚合材料对光纤光栅进行封装处理。  相似文献
7.
光纤光栅啁啾化传感研究   总被引:5,自引:2,他引:3  
提出了光纤光栅啁啾化传感概念和传感机理,将光纤光栅微观分解为栅区长度范围的许多具有独立感知能力且彼此关联的有效作用子栅集,表述了有效作用子栅集与待测环境场空间梯度分布之间的对应关系,从而较好地解释了光纤光栅啁啾谱产生的内在机理.理论推导并实验验证了光栅啁啾谱各谱参量(波长、带宽和反射光强)与待测环境场(温度和应变)之间的对应关系,为利用单一光纤光栅实现多参量同时区分测量、任意非均匀空间分布场传感提供了科学有效的解决方法.  相似文献
8.
带宽调制型单光纤光栅温变无补偿位移传感   总被引:2,自引:0,他引:2  
报道了利用反射谱带宽调制和光强差分探测技术实现单一光纤光栅温变无补偿位移精确测量的新方法。设计了一种结构新颖的曲臂梁位移传感装置,结合光波导理论与材料力学原理分析了光纤光栅在高斯应变作用下光栅反射谱侧向梯度展宽的成因,理论推导了特殊结构梁在外力作用下光栅反射谱带宽/反射光强与压力之间的响应关系。光栅反射谱侧向梯度展宽的同时反射光强线性增加,利用光强差分检测方法消除光源出光抖动的影响,提高了位移测量精度。基于带宽调制的光纤光栅位移传感方法免受温度变化的影响,在-10℃~80℃的温度变化范围内,测量误差小于1.2%,实现了单光纤光栅温变无补偿位移测量。  相似文献
9.
基于圆环形薄壁截面梁的光纤光栅传感研究   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
提出将圆环形薄壁截面梁应用于光纤光栅传感,用一个光栅实现了对温度与应力的同时区分测量;对圆环形薄壁截面梁的应变进行了理论与实验分析,结果表明圆环形薄壁截面梁各点应变与该点角度的二倍呈余弦变化关系.  相似文献
10.
报道了基于光纤光栅反射谱带宽调制和光强差分检测技术实现单一光纤光栅温变不敏感动态压力传感的新方法。设计了一种结构新颖的双孔梁压力传感装置,依据双孔梁有限元受力分析将光纤光栅准确定位于线性梯度应变区,压力作用下光纤光栅反射谱对称展宽,反射光强线性正比于压力变化。基于光波导理论和材料力学原理推导了线性梯度应变场作用下光栅反射谱带宽、反射光强与压力之间的响应关系。利用光强差分检测技术取代传统波长解调方法,简化解调过程的同时传感系统免受温变影响。实验表明,在-10~80℃的温度变化范围内,系统测量误差小于总量程(120kPa)的1.8%,动态响应速度约80Hz,重复测量系统输出稳定,具有较好的应用价值。  相似文献
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