摘要：直流大电流的计量在电镀、电冶、电池、电气机车等领域占有重要地位。介绍了电磁力式光纤光栅电流传感的原理,设计了基于光纤光栅的大电流传感器结构,借助光纤光栅直流大电流传感实验平台,在直流电流(0～500～0A,步进50A)激励下,光纤光栅传感器的中心波长偏移855.2pm,电流敏感度为34.1pm/(100A)2,试验结果表明该方法可以进行直流大电流的测量。

摘要：疲劳以及裂纹对机械结构的寿命和生产安全都有着重要的影响。针对叶片等悬臂类结构设计了一种采用光纤光栅进行疲劳测量的方法,通过对比实验证实了裂纹对结构疲劳过程的影响。实验结果表明:完整叶片结构试件的固有频率为124.2Hz,经过5×106次循环后固有频率和光栅波长均无明显变化;而有0.1 mm深度裂纹的固有频率为123.3 Hz,经过5×106次循环后固有频率变为86.68 Hz,证实了裂纹对疲劳寿命的影响。

摘要：基于光纤光栅传感原理,设计了一种双光纤光栅对称布置的膜片式加速度传感器。阐述了传感器的结构和工作原理,理论推导出固有频率和灵敏度的计算公式,并通过实验对传感器的灵敏度和幅频响应特性进行了测试。试验结果表明:此加速度传感器的横向干扰度小于10%,固有频率可达204Hz,灵敏度为53.56pm/g,与理论分析结果相符合。所设计的传感器可应用于大型结构健康监测等领域。

摘要：在对薄膜材料热光效应和热膨胀特性研究的基础上,综合运用光学薄膜法布里-珀罗腔(Fabry-Perot)干涉理论,采用MATLAB编程设计了纳米薄膜光纤法布里-珀罗传感器的仿真分析程序,模拟了薄膜型光纤法布里-珀罗传感探头反射光谱随温度变化的波长漂移特性,分析了不同材料热光效应和热膨胀特性对温度特性的影响权重,并进行了实验验证。验证结果表明,传感探头测试光谱的温度变化特性与仿真特性一致,纳米薄膜光纤法布里-珀罗传感器的理论仿真可用于选择纳米薄膜材料及筛选温度敏感且镀制容差大的膜系,对传感探头的研制具有指导意义。

摘要：为实现对高铁站房空间网架结构变形的监测,并针对光纤布拉格光栅(FBG)对应钛合金TA2杨氏模量较小等材料特性,本文首次设计了一种圆弧铰链式FBG双向倾角传感器,同时在此基础上进行了理论分析、有限元模拟和传感器性能试验。并进行了结果对比与误差分析。该传感器的敏感结构是双轴圆弧铰链,通过将预拉伸后的FBG粘贴在与圆弧铰链相连的上下基座的导纤槽,实现对被监测对象的倾斜角度双向监测。实验结果表明,该FBG双向倾角传感器的灵敏度为168.43 pm/deg,有效监测范围为±15°,在监测范围内线性相关度可达0.999 9,同时消除了温度影响,适用于温度变化较大且精度要求较高的工作环境,特别是高铁站房顶部网架结构变形的实时监测。

摘要：根据薄膜型光纤温度传感器的感温原理及光学薄膜的应力特性,利用膜层干涉的特征矩阵分析了传感元件的传感特性,建立了薄膜型光纤温度传感器的热应力特性及其对传感特性影响的理论模型。通过对薄膜和光纤的热光效应和热膨胀特性的分析,对比了蓝宝石光纤、纯硅芯光纤和普通多模光纤三种光纤基底的热应力-温度特性,设计了高温传感器传感探头的薄膜膜系,分析了膜系中每层膜的热应力-温度特性,以及临界载荷应力特性,确定所选光纤基底脱膜的临界应力值。通过模拟不同应力作用下的光谱传感特性,为传感器薄膜敏感探头的稳定性和可靠性提供理论依据和支持,提高传感器研制的效率。

摘要：通过比较传统光纤光栅和弱光栅的工作原理、复用方案、复用效率、复用规模、制作工艺、应用方向等,认为由于弱光栅具有传统光纤光栅所不具备的优势,故而是极具发展前景的传感技术;通过对国内外弱光栅相关专利进行检索,建立"弱光栅专利数据库",进行多参数统计分析,得到弱光栅相关专利技术分布、弱光栅相关专利技术体系、主要申请人专利布局体系、主要申请人所对应的发明人弱光栅论文体系等结论。

摘要：基于光纤光栅应变传感理论,开发以光纤光栅振动传感器为核心的周界入侵报警系统。由理论出发,建立了光纤光栅振动传感器设计框架。通过对不同尺寸质量块的实验研究,提出使用规格为4.5×20(mm×mm)的质量块;通过对不同光栅拉伸量的实验研究,提出0.8～1.0nm之间光栅拉伸量的光纤光栅振动传感器;通过对不同封装材料的对比实验,采用石英玻璃材料封装的方法。最后,将周界入侵报警系统进行了现场试验,波长检测范围是1 280～1 580nm,响应时间在3s以内,报警定位准确无误。

摘要：研究出飞秒激光加工法布里-珀罗(F-P)腔的方法,并且将F-P腔和单模光纤焊接起来形成微型非本征光纤F-P干涉(EFPI)应变传感器。实验分析了激光能量与腐蚀对F-P腔深度的关系,设计传感器的加工步骤,对光纤法布里-珀罗传感器的应变特点进行讨论。实验显示,这种构造的干涉传感器加工流程不复杂,对于微小形变具备较好的灵敏度与可重复性,其应变灵敏度为0.00466nm/uε。所以,这种新型的EFPI应变传感器具有良好的稳定性和可重复性,在改变生产工艺和在复杂工况环境中的使用具有较好的工程应用前景。

摘要：本文设计并建立侧边抛磨光纤Bragg光栅的光学模型,通过改变剩余包层的厚度以及抛磨区材料的折射率,模拟计算光栅谐振波长的偏移量以及光栅光谱反射率的变化.实验结果表明,当抛磨区材料折射率越接近光纤纤芯折射率,以及抛磨程度越深(3μm以内),抛磨区材料的折射率的微小变化也会引起光栅谐振波长与光栅光谱反射率明显变化.