光纤光栅传感器的齿轮箱状态监测系统

光纤光栅传感器的应用 一、光纤光栅传感器的优势 与传统的传感器相比,光纤bragg光栅传感器具有自己独特的优点: (1)传感头结构简单、体积小、重量轻、外形可变,适合埋入大型结构中, 可测量结构内部的应力、应变及结构损伤等,稳定性、重复性好; (2)与光纤之间存在天然的兼容性,易与光纤连接、低损耗、光谱特性 好、可靠性高; (3)具有非传导性,对被测介质影响小,又具有抗腐蚀、抗电磁干扰的特 点,适合在恶劣环境中工作; (4)轻巧柔软,可以在一根光纤中写入多个光栅,构成传感阵列,与波分 复用和时分复用系统相结合,实现分布式传感; (5)测量信息是波长编码的,所以,光纤光栅传感器不受光源的光强波 动、光纤连接及耦合损耗、以及光波偏振态的变化等因素的影响,有较强的抗 干扰能力; (6)高灵敏度、高分

本文通过对光纤结构及原理的了解,解释了光纤中光波传播的主要特点。在了解了光纤光栅传感器构造及工作原理的同时,以钢板-混凝土结构材料为实验模型,利用光纤光栅传感器作为检测仪器,通过在钢板-混凝土材料构成的桥面上布置不同数量和种类的fbg,同时认为施加不同载荷,观察fbg的检测结果和检测数据。实验证明,光纤光栅传感器对于钢板-混凝土组成的结构进行的无损检测,其安全系数和检测效率较其他无损检测技术具有明显的优势。

光纤光栅传感器是20世纪90年代光纤传感器领域最主要的发明,它是一种光纤无源器件,具有可靠性好,测量精密度高,抗电磁干扰强等特点。光纤光栅的发明,在光纤传感领域引起了革命性的变化,突显出它在信息领域的重要地位。本文着重介绍了光纤光栅的发展过程、光纤光栅传感器的原理、以及在传感方面的现状和运用,并分析光纤光栅传感器在实际工程应用中的一些瓶颈之处,且提出了相关的看法。

光纤光栅传感器是20世纪90年代光纤传感器领域最主要的发明,它是一种光纤无源器件,具有可靠性好,测量精密度高,抗电磁干扰强等特点。光纤光栅的发明,在光纤传感领域引起了革命性的变化,突显出它在信息领域的重要地位。本文着重介绍了光纤光栅的发展过程、光纤光栅传感器的原理、以及在传感方面的现状和运用,并分析光纤光栅传感器在实际工程应用中的一些瓶颈之处,且提出了相关的看法。

光纤光栅传感器介绍

随着中国地下工程的快速发展,深基坑安全监测及变形预测已成为岩土工程领域的重要课题之一,以太原火车站调蓄池项目为例,为了能够在基坑施工中进行实时监测预警,及时加强防护,将光纤光栅传感器用于基坑深层水平位移监测,截取2017年11月份上旬的监测数据,结果表明,该基坑深层水平位移变化值随着开挖深度的增加而增大,最大值为18.6mm,同时1号测点和3号测点变化值大致相同,而2号测点变化值相对较大.

详细阐述光纤光栅传感器的结构及布拉格光纤光栅传感器的工作原理。重点介绍结构健康监测系统构成、光纤光栅传感器系统的信号处理、安装等方面问题;展望光纤光栅传感器在结构健康监测领域中的前景。

边坡工程是交通设施建设中常见的土木工程形式,高边坡的失稳和崩塌落石等地质灾害严重威胁着交通运输安全。目前边坡监测采用较多的是传统的电磁类传感器,不具备在线监测和抗自然界电磁干扰等能力,而光纤光栅传感器具备电磁类传感器无法比拟的技术优势,可实现边坡安全的在线监测和预警,为边坡在特殊气候、恶劣环境下的维护管理提供依据和指导。

光纤光栅传感器实时解调系统

文章比较现有隧道火灾报警技术,提出一种基于光纤光栅传感器的隧道火灾报警监测系统,并且进行了实验研究。在实验隧道中,该系统对0.5m2火灾的最快报警时间为6s,30s内有效报警范围为±20m。

结构健康监测(简称shm)是指利用现场的无损传感技术,通过包括结构响应在内的结构系统特性分析,达到监测结构损伤或退化的目的。传统传感器下的健康监测系统普遍存在着稳定性与耐久性差、抗干扰性(包括电磁、噪音、光强)差、布设工艺复杂、成活率低等缺点,也是土木工程界迫切需要解决的难题。本文将光纤光栅传感器引入健康监测系统的传感系统,为解决这一难题指明了新的思路,并在实践中得到有效验证。

(完整版)光纤光栅传感器的应用

作为性能优良的敏感元件,均匀光纤布拉格光栅、啁啾光纤布拉格光栅等多种传感器已经有了更多的应用领域。通过光纤布拉格光栅内部写入、干涉法侧面写入、相位模版法写入等制作技术的原理说明和对比评介,通过光纤光栅传感器对所在环境的应变、应力、温度变化和动态磁场的感应原理分析,以及对光纤光栅传感器在复合材料、电力系统、石油天然气井和建筑结构中的应用工程的综述,阐明了这一类传感器件在单参数传感测量,特别是多参数传感测量中还有很大的发展空间,值得进一步研究。

光纤光栅传感器的研究与应用 0引言近年来。随着光纤通信技术向着超高速、大容量通信系统的方向 发展，以及逐步向全光网络的演进．在光通信迅猛发展的带动下，光纤光栅已 成为发展最为迅速的光纤无光源器件之一。光纤在紫外光强激光照射下，利用 光纤纤芯的光敏感特性．光纤的折射率将随光强的空间分布发生相应的变化。 这样，在光纤轴向上就会形成周期性的折射率波动，即为光纤光栅。由于光纤 光栅具有高灵敏度、低损耗、易制作、性能稳定可靠、易与系统及其它光纤器 件连接等优点，因而在光通信、光纤传感等领域得到了广泛应用。为此。本文 从光纤布拉格光栅、长周期光纤光栅等光纤光栅的原理出发，综述了光纤布拉 格光栅对温度、应变同时测量技术的应用。1光纤传感器的工作原理1．1光 纤光栅传感器的结构光纤布拉格光栅fbg于1978年发明问世。它利用硅光 纤的紫外光敏性写入光纤芯内，从而在光纤上形成周期性的光

阐述了光纤光栅传感系统的信号解调技术,光纤光栅传感器的信号解调技术的实际应用提供了理论依据。

采用特制光纤光栅应变传感器,将其埋植于缆索的连接筒部位的外层钢丝上、以实现对缆索整体索力的测量。通过独特的传感器封装结构设计、特制的机械连接固定方式、埋植过程中的可靠操作工艺,有效地保证了光纤光栅的存活率;有效地保证了传感器在大应力状态下测试的长期可靠性、稳定性。内置光纤光栅传感器的智能缆索工艺在长约400m的253丝实索上进行了验证。经过有效的工艺验证及试验结果,智能索制作工艺方案可靠,传感器成活率高。研发的智能缆索可实现对整索索力进行在线监测,满足大型桥梁健康监测要求。

光纤光栅传感器具有广阔的应用前景,但就目前来看,最有发展和应用前景的是抗恶劣环境的光纤光栅传感器和利用光纤光栅进行结构腐蚀技术的监测。本文主要提出新型耐腐蚀光纤光栅温度传感器和应变传感器。这种耐腐蚀传感器制作简单、性能可靠、易于进行加工制造,可以用在任何有监测需要的结构中,用来完成实时监测的工作,以降低结构安全问题的可能性。

【摘要】光纤光栅是现代光纤传感中应用最广泛的器件与技术。自1978年加拿大渥太华研 究中心利用光纤的光敏效应成功制成第一根光纤光栅以来，光纤光栅传感器便因为体积小、 重量轻、检测分辨率高、灵敏度高、测温范围宽、保密性好、抗电磁干扰能力强、抗腐蚀性 强等特点及其具有本征自相干能力强和能在一根光纤上利用复用技术实现多点复用、多参量 分布式区分测量的独特优势而被广泛应用于各行各业。本文先对光纤光栅传感器的工作原理 及其分类进行论述，接着简述光纤光栅传感器的一些重要应用，然后对光纤光栅传感器的研 究方向进行简单分析，最后是小结和展望。 【关键词】传感器；光纤光栅传感器；光纤光栅传感技术 一、光纤光栅传感器的工作原理及其分类 光纤光栅是利用光致折射率改变效应，使纤芯折射率沿轴向产生周期性变化，在纤芯内 形成空间相位光栅。光纤光栅传感器目前研究的主要有三种类型：一是利用光纤布喇

传感器作为感知各种结构系统状态变化、获取结构系统信息的重要工具之一,在生产自动化控制、科学技术测试、安全监测、计量贸易等领域发挥着非常重要的作用。传统力学测试、位移测试及温度测试等传感技术多采用电阻应变方法来实现,这种采用电信号测试的方法最大缺点在于易受干扰。进入21世纪,随着高科技的不断发展,国内外正在努力研究一种新的传感技术-光纤光栅传感技术,这种传感技术具有长期稳定性好,干扰小,可测量结构物内部物理量等优点。本文将从光纤光栅定义、光纤光栅传感原理及光纤光栅传感技术应用等方面对这种这种新的传感技术进行研究。

研究并实现了一种基于双衍射光栅的光纤布拉格光栅(fbg)传感器解调系统。该解调系统的光路由准直镜、衍射光栅、柱面反射镜和光电探测器等器件组成。通过准直镜后不同波长的平行光束经过衍射光栅后在空间展开,通过柱面反射镜聚焦在光电探测器成像面上。该光路通过采用两块衍射光栅的方法在减小解调系统尺寸的同时提高光学空间分辨力,采用线阵探测器替代扫描机构从而简化系统结构。从理论上分析了光束经过该系统后的空间光强分布,根据光强的高斯分布采用多项式拟合的方法实现了反射光谱峰值定位算法。通过与高精度光谱仪的测量结果对比表明,该解调方法具有较高的波长解调精度和稳定性。

光纤光栅是一种新型的无源光子器件,可用来精确测量微应变和温度等多种物理量,在光传感领域发挥着愈来愈重要的作用。

钢筋腐蚀是导致钢筋混凝土结构耐久性劣化的最重要因素之一。钢筋腐蚀将导致钢筋体积大大增加,混凝土保护层开裂、剥落,结构承载力下降,甚至倒塌。基于光纤布拉格光栅应变传感器的原理,根据钢筋腐蚀体积膨胀,提出了一种新的钢筋腐蚀光纤光栅传感器及温度补偿方法。传感器构造是在两根紧靠的钢筋中心附近粘贴光纤光栅,由于钢筋腐蚀体积膨胀,钢筋直径增加将转变成布拉格光纤光栅的应变,从而实现对钢筋腐蚀程度及速率的监测。传感器的监测原理是设置一个钢筋腐蚀光纤光栅传感器来监测由于钢筋腐蚀和温度变化引起的光栅应变,同时单独设置一个不锈钢光纤光栅传感器来测量温度引起的光栅应变。这两个光纤光栅传感器的应变监测,可分离出钢筋由于腐蚀所引起的体积变化。在混凝土结构中埋入封装的传感器,通过监测光纤光栅波长的漂移可以直接测量钢筋腐蚀程度,而且不受腐蚀因素的影响,可用于混凝土结构中钢筋腐蚀的早期监测。最后通过实验标定了钢筋腐蚀率与光栅波长位移的关系。