摘要：为了解决光纤光栅作为应变传感器使用时的温度应变交叉敏感问题,提出了一种全新的光纤光栅温度补偿方法,该方法最大特点是利用一个光纤光栅同时实现了温度自动补偿与应变测量。该方法基于材料的热应力原理,简称为基于材料热应力的光纤光栅温度补偿方法。通过理论分析表明:温度灵敏度系数与应变灵敏度必须精确测定,否则会影响结构设计;应变元件与温度补偿元件的面积之比对温度补偿效果很大,原则上应小于0.5,因此结构半径的加工误差对温度补偿影响很大。应变元件与温度补偿元件的长度比对温度补偿效果基本可忽略,因此,原则上在不影响温度补偿效果的前提下,尽量提高温度补偿元件与应变元件的长度比。

摘要：针对深部岩体、边坡滑移等大量程位移难于测量的问题,提出了一种基于光纤光栅定位的光时域反射位移测量原理,并开发了基于光纤光栅的全分布式光纤位移传感器.实验结果表明,基于光纤光栅的全分布式位移传感原理可行,研制的2种全分布式位移传感器均能实现位移的测量,位移灵敏度系数高达5.21,并且可通过结构设计提高位移传感灵敏度与量程.

摘要：城市景观建筑要受城市文化(历史的与时代的)的制约,历史文化名城的城市景观建筑应与城市的历史文化相默契。新建洛阳王城公园主入口的大门就是城市历史文化与现代城市社会功能要求相结合的一个城市景观建筑。在设计中考虑了如下条件和要求: (一)洛阳历史文化名城保护规划要求,结合城市园林建设,增添名城的历史显形文化。

摘要：为了实现对布拉格光纤光栅的温度补偿，提出了一种新的热应力温度补偿机制。设计并制造了一种新型的、采用在线成型工艺的光纤光栅温度自补偿应变传感器，该传感器不仅具有温度补偿功能，而且可以实现应变增敏，解决了管式封装胶粘不牢、胶层老化、以及温度补偿的传感器不能测量应变的问题。实验结果表明，在-20～40℃，该传感器实现了良好的温度补偿和应变增敏效果。在实验温度范围内，光栅传感器的波长基本保持不变；应变敏感性为1．69pm／με，是原来的1．4倍，与理论计算值吻合得很好。该传感器通过单光栅来实现温度补偿功能，并且能够测量应变，解决了光栅传感器现存的一些关键问题。

摘要：为了满足立式辊磨机磨盘与磨辊间的位移监测需求,设计了一种新型的可进行温度补偿并能提高测量精度的非接触式磁耦合光纤Bragg光栅(FBG)位移传感器,完成了相关理论分析和标定实验。测试结果表明:本文传感器的量程范围是1~12mm,位移测量分辨率为1μm,重复性误差为2.6%,回程误差为0.98%FS。未进行温度补偿前,温度对位移的影响为28.10pm/℃;温度补偿后,温度对位移的影响为0.88pm/℃。本文研制的传感器可用于工程中非接触条件下的位移测量。

摘要：为实现中高频振动信号的测量,本文设计了一种基于轴承和柔性铰链结构的光纤布拉格光栅加速度传感器。首先,基于理论力学模型推导出其固有频率、灵敏度与结构参数的数学模型,然后进行结构优化设计,并制作了传感器实物。在此基础上,对所设计传感器动态特性进行有限元仿真和实验测试。研究结果表明:传感器工作频率为10~1200 Hz,加速度灵敏度达17.25 pm/g,测量误差小于0.3 g,线性度大于0.99,重复性误差为2.33%,且能实现温度补偿。

摘要：为提高光纤布拉格光栅(FBG)在超声波探测中的灵敏度和复用能力,设计并实现一种基于聚能耦合效应的双斜锥FBG超声波传感装置。首先,利用锥聚能理论与有限元法,分析锥形结构对超声波的聚焦作用。其次,详细讨论双斜锥FBG的结构参数(斜锥锥角、底面直径、高度、倾斜度)对其聚能效果的影响,确定传感装置最优尺寸。最后,制作传感装置并测试其动态特性。结果表明,封装后的双斜锥FBG超声波传感装置在20~130 kHz工作频率范围内可有效提高FBG检测超声波灵敏度。当工作频率增加到50 kHz时,检测幅值提升了约21倍,且传感响应的线性度良好。设计的超声波传感装置可实现双端输出,具有复用性,可应用于钢轨、桥梁等长距离结构的健康监测。

摘要：为了实现低频振动的高灵敏度测量,设计了一种基于转动支撑梁的新型光纤布拉格光栅加速度计。通过分析其振动模型和MATLAB数值计算,优化了传感器的结构参数,设计传感器理论灵敏度为1725 pm/g,固有频率为68.4 Hz。同时通过COMSOL模拟分析传感器的动态特性,其模拟结果与理论分析吻合。频响特性和幅值特性实验结果表明光纤光栅加速度计在加速度0~2 g、工作频率0.5~20 Hz的范围内,传感器加速度特性曲线呈现良好线性关系,灵敏度高达1495.2 pm/g,重复性良好。该传感器结构简单紧凑,轴承结构有效减少悬臂梁振动过程中的弹性能耗,可显著提高其灵敏度,能够实现低频振动信号的探测。

摘要：基于纤维混杂的复合规律,阐述了适合斜拉索的智能混杂纤维复合材料的设计过程。在拉挤工艺过程中将光纤光栅同混杂纤维一起固化成型,形成具有自监测功能到智能复合材料。制作了3根智能杆,埋入4个光栅,通过用SEM观察以及光纤光栅能谱仪分析,光纤光栅同基体界面结合情况良好,成活率为100%,光纤布拉格光栅的中心波长与应变的相关系数均达0.999以上,没有迟滞现象,存在很好的线性关系,其中一根光纤光栅的应变灵敏系数为1.1pm/με,另外3根光纤光栅的应变灵敏系数均为1.2pm/με,与理论值1.22pm/με相吻合。说明该成型工艺适合制备适合斜拉索的智能混杂纤维复合材料。

摘要：针对结构裂缝监测的需要,依据OTDR光时域反射技术和瑞利散射原理,研究开发了一种采用分布式光纤传感器的光纤传感的裂缝监测技术;设计了裂缝监测试验方案,包括试验试样、试验装置的设计计算;验证了这种监测技术的可行性,可实现裂缝的定宽、定位监测。初始感知裂缝宽为0.03mm,并根据试验数据拟合出半经验公式,这一实验结果还可以作为全分布式光纤传感器进一步深入研究的参考。