光纤光栅传感器在上海旗忠网球中心施工监控中的应用研究

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

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。

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。

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。

光纤光栅传感器介绍

基于压电陶瓷的光纤光栅传感器的设计。主要方法是利用改变压电陶瓷的相关封装的新结构,再结合光纤光栅而制成的电压传感器。由实验结果得出:在0～160v的电压范围内,中心波长的变化与该传感器两端的电压的改变有很好的线性关系,线性拟合度可达0.99,线性调谐的波长范围约为1.6nm。

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.

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

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。

倾斜光纤光栅传感器(tfbg)作为一种较为特殊的光栅传感器受到了广泛的关注,它除了光纤光栅本身具有的优点外,还具有环境折射率敏感度高、可解决温度-应变交叉敏感问题等其他光纤光栅传感器无法比拟的优点。文章首先概述了tfbg的工作原理,随后从倾角、应变、温度及环境折射率测量等方面阐述了当前tfbg主要研究方向以及研究现状,最后给出了tfbg的研究发展趋势。

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。

变电所是电力系统的枢纽,它担负着电网供电的重要任务,因此,它是防雷的重要保护部位。由于变电所和架空线路直接连接,而线路的绝缘水平又比变电所内的电气设备为高,因此沿着线路侵入到变电所的雷电进行波的幅值也是很高的。我们要重视防雷保护的工作,否则,会给国家和人民造成巨大的损失。

(完整版)光纤光栅传感器的应用

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。

针对路基沉降变形监测工程中存在的耗费大量人力，无法实时掌握路况信息的问题，研制开发了温度不敏感型尤纤光栅沉降位移传感器，其量程达到100mm，测量精度0．1mm。对两个多月的现场试验数据分析表明，光纤沉降位移传感器实时反映了路基面的沉降状况，尤其对降水等因素引起的路基面沉降速率的变化能够及时准确的响应。

针对路基沉降变形监测工程中存在的耗费大量人力,无法实时掌握路况信息的问题,研制开发了温度不敏感型光纤光栅沉降位移传感器,其量程达到100mm,测量精度0.1mm。对两个多月的现场试验数据分析表明,光纤沉降位移传感器实时反映了路基面的沉降状况,尤其对降水等因素引起的路基面沉降速率的变化能够及时准确的响应。

针对电类传感器难以满足桥梁结构长期监测要求的问题,提出利用光纤光栅振动传感器对桥梁的振动状态进行监测,并通过理论和实验结果论证了方案的可行性。光纤光栅传感器在满足频率测量范围、温度适应范围等要求的同时,兼具抗电磁干扰、外形结构简单、布设方便、长期稳定性好等优势,具有良好的工程应用前景。

针对结构加固检测的问题,提出了采用光纤光栅传感技术进行结构加固过程中应变监测的新方案,分析了光纤光栅传感器的传感原理,研制出相应的实验系统,并通过对150mm×150mm×1200mm包钢加固混凝土柱进行加载破坏性试验,与常规的电检测技术进行了对比实验。实验结果表明:光纤光栅传感器比电检测系统具有更高量级的精度,能绝对数值测量,抗干扰能力强,结构简单,长期稳定性高,很好地实现对建筑结构的实时、在线监测。该技术在土木工程界具有广泛的应用前景。

本文介绍了光纤布拉格光栅传感器的特点和工作原理,并进行了相关的试验研究。试验表明,光纤布拉格光栅传感器具有高灵敏度和长期稳定性,其作为应变测量的工具用于结构健康监测是可行的。

光纤光栅传感器实时解调系统

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。