摘要：基于分布式反馈DFB激光器的窄线宽特性及可调谐特性,设计了自温度补偿的光纤Bragg光栅（FBG）加速度检测系统。采用简支梁结构,设计了FBG低频加速度传感器。通过增加温度补偿光路,对DFB激光器的中心波长进行实时反馈控制,实现了系统对温度影响的自补偿。实验结果表明,系统对冲击激励信号和加速度的连续激励信号均有良好的动态响应,系统的固有频率为25.1Hz,频率响应范围为0~400.0Hz,加速度的最大灵敏度约为1.89V/m·s2,并且系统具有良好的温度稳定性。

摘要：针对铝合金结构服役过程中的疲劳裂纹监测问题,提出了一种基于光纤光栅传感阵列的疲劳裂纹实时监测方法。首先,结合扩展有限元技术获得裂纹扩展过程的应变场分布特征,进行传感器布局设计;其次,通过疲劳加载实验获取加载次数、裂纹长度对波长峰峰值的响应特征,采用三参数指数法进行疲劳扩展a-N(其中N为加载次数,a为裂纹长度)曲线拟合;在实验数据基础上,采用梯度提升回归树算法搭建疲劳损伤预测模型,并将其与线性回归、支持向量两种方法进行对比,选取可释方差、平均绝对误差、平均方差、决定系数和五折交叉验证等多种指标进行模型评估。结果表明,梯度提升回归树算法对疲劳裂纹长度的预测效果最佳。

摘要：设计了一种基于柔性铰链结构的光纤光栅加速度传感器,进行了结构理论分析,并构建有限元模型仿真分析了传感器的加速度传感特性。基于F-P滤波器构建了具有温度自补偿功能的光纤光栅加速度检测系统,并通过增加反馈控制电路,对F-P滤波器进行反馈控制,实现了系统的零点自温度补偿。对系统的特性进行了实验测试,结果表明:系统对加速度的连续激励信号和冲击激励信号均有良好的动态响应,系统的固有频率为380.0Hz,动态响应范围可达65.6dB,频率响应范围为10.0~240.0 Hz,灵敏度为236 pm/g,所设计的加速度传感器具有较强的横向抗扰能力,干扰方向灵敏度仅为工作方向灵敏度的3.5%。

摘要：光纤光栅信号的探测电路设计是实现物理量高精度检测的重要环节。针对高频、高灵敏度、高信噪比的检测需求,利用负向偏置的光电二极管和运算放大器设计了光电转换电路,滤波电路采用压控电压源二阶低通巴特沃斯型滤波器,频率响应范围为0~200 k Hz。实验结果表明,电路对静态和动态冲击信号都有较好的检测效果且保持较高的信噪比,为进一步信号的分析和处理提供了良好的前提。

摘要：声发射技术是结构损伤检测的重要手段,声发射源定位是损伤检测的首要环节。时差定位技术具有快速、高效、精确的特点,以此设计了由菱形阵列光纤布拉格光栅(FBG)传感器构成的声发射定位系统。采用小波变换和传统阈值法提取特征信号,结合互相关法获得传感器间的信号到达时差,然后根据几何定位模型求解非线性方程组得到声源可能存在的位置,最后根据时差的正负特性进一步确定声源的准确位置,有效避免了伪声源的情况。在铝合金板上,以对角线为48 cm×48 cm的监测区域进行了10组测试实验验证,平均误差为1.29 cm。

摘要：在对光纤光栅强度解调方法研究的基础上,利用Fast FET放大器AD8065设计了高速光电转换电路,并基于边缘滤波强度解调原理构建了光纤光栅振动检测系统。该系统具有成本低、解调速度快等特点。在实验中,引入使用美国国家仪器(NI)有限公司的电子电路仿真软件Multisim的仿真实验与构建的光纤光栅振动检测系统进行对比。实验结果表明,光纤光栅振动检测系统具有良好的幅频响应,频率响应范围可达5 Hz^1 000 Hz,为光纤光栅振动检测提供了一种新的可靠手段。

摘要：金属基底封装的光纤光栅应变传感器具有线性度高、重复性好、易标定等特点,在应用中由于光纤与基体不直接接触,测量的精度取决于粘结胶的特性。在分析FBG应变感知机理的基础上,基于力学仿真设计了金属基底结构,并建立了包含光纤光栅-壳体-粘胶层-基体的四层应变传递仿真模型,制作并利用悬臂梁进行了应变测试,取得了良好的实验结果且与仿真计算误差在0.5%以内。

摘要：对电力变压器的绕组温度在线监测进行了研究与探讨,利用光纤光栅设计了温度传感器,基于体积相光栅和嵌入式微控制器STM32构建了变压器绕组温度在线监测系统。该系统具有测温精度高、易于组成传感器网路等特点。在试验中,引入二等标准水银温度计与构建的温度监测系统进行对比。试验结果表明,温度监测系统的温度测量具有良好的准确性和稳定性。传感器温度响应灵敏度为10.2 pm/℃,系统稳定性优于0.1℃,为电力变压器的温度实时监测提供了一种新的可靠手段。

摘要：在分析光纤光栅动态解调方式的基础上,设计了一种基于ASE光源边缘解调技术的高速FBG硬件解调电路。在详细分析光电转换及放大电路元件器性能参数的基础上,选择光电管FDSP625及放大器LTC6240作为该高速光纤光栅解调硬件电路的核心元器件,实现了该电路元器件之间的优化匹配,提高了该硬件解调电路的解调精度。构建光纤光栅动态检测平台,详细验证了该光纤光栅硬件解调系统的频率响应特性。实验数据表明该光电解调电路静态白噪声在500 mV内;在0 Hz^1000 Hz频率范围内,可以较好的响应外界频率的变化。

摘要：基于VS2010平台利用VC++开发了一套适用于RS232、USB、TCP/IP协议通信接口的数据采集系统。该系统实现了监控计算机与嵌入式仪表设备的通信,满足了不同种类传感器的数据采集和处理。并通过实验验证了系统软件的稳定性。