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基于拉杆结构的光纤布拉格光栅渗压传感器研究
被引量：
18
1
作者
王静
冯德军
+1 位作者
隋青美
刘斌
《光学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2010年第3期686-691,共6页
根据目前大坝、隧道和煤矿等工程领域和模型试验中对渗压检测的特殊要求,设计并实现了一种新型的光纤布拉格光栅(FBG)渗压传感器,采用波纹膜片和对称拉杆机械结构通过改变光纤光栅的轴向应变实现渗压传感。利用有限元软件ANSYS分别对传...
根据目前大坝、隧道和煤矿等工程领域和模型试验中对渗压检测的特殊要求,设计并实现了一种新型的光纤布拉格光栅(FBG)渗压传感器,采用波纹膜片和对称拉杆机械结构通过改变光纤光栅的轴向应变实现渗压传感。利用有限元软件ANSYS分别对传感器膜片的压力特性和传感器外壳抗压特性进行了仿真设计和性能分析,提高了传感器的可靠性并缩短了设计周期。对该传感器进行了压力标定试验,得出该传感器在0～100 kPa的测量范围内,压力灵敏度达20 nm/MPa,比普通FBG提高了6683倍。迟滞特性和重复性试验表明迟滞为0.85%,且重复性好。
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关键词
光纤光学
渗压传感器
光纤布拉格光栅
拉杆结构
波纹膜片
ANSYS软件
原文传递
新型FBG渗压传感器在隧道涌水模型中的应用
被引量：
9
2
作者
王静
刘斌
+3 位作者
隋青美
李术才
李树忱
李利平
《光电子．激光》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2009年第10期1286-1289,共4页
结合波纹膜片的压力敏感特性和光纤Bragg光栅(FBG)的应变传感特性,设计了一种新型的FBG渗压传感器。传感器通过拉杆式结构将波纹膜片在应力下的挠度变形转化为FBG的轴向应变,通过恒温条件下的压强标定试验,得出传感器的压强灵敏度约为20...
结合波纹膜片的压力敏感特性和光纤Bragg光栅(FBG)的应变传感特性,设计了一种新型的FBG渗压传感器。传感器通过拉杆式结构将波纹膜片在应力下的挠度变形转化为FBG的轴向应变,通过恒温条件下的压强标定试验,得出传感器的压强灵敏度约为20 nm/MPa,和普通光栅相比,其压强灵敏度提高了6 000多倍。对传感器探头内部的光栅进行了温度特性标定试验,通过温度补偿光栅消除外界温度对渗压测量结果的影响。将该传感器用于隧道涌水模型的开挖试验,测得模型注水过程中测点的渗压值不断增大并趋于稳定,隧道开挖过程中渗压值轻微波动,提升水位时渗压值急剧增大。
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关键词
渗压传感器
光纤Bragg光栅(FBG)
波纹膜片
拉杆结构
模型试验
原文传递
波纹膜片式FBG渗压传感器研究
3
作者
孟永东
张翔宇
+3 位作者
蔡征龙
徐晓蔚
张伟杰
袁昌纬
《地球物理学进展》
CSCD
北大核心
2023年第3期1377-1385,共9页
传统的电式渗压监测传感器普遍存在精度低、长期稳定性差等缺点,很难满足长期高精度监测要求.结合波纹膜片的压力敏感特性以及光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)的应变传感特性,研发了一种适用于岩土体渗压监测的波纹膜片式FBG...
传统的电式渗压监测传感器普遍存在精度低、长期稳定性差等缺点,很难满足长期高精度监测要求.结合波纹膜片的压力敏感特性以及光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)的应变传感特性,研发了一种适用于岩土体渗压监测的波纹膜片式FBG传感器,克服了传统传感器的不足.传感器的性能测试以及与常规传感器的模型对比试验结果表明:在量程0~100 kPa范围内该FBG渗压传感器具有较高灵敏度和线性度;在模型试验中传感器的测量稳定性较好,实时性优越,能够适用于岩土体渗压小范围变化内的测量.
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关键词
岩土体
波纹膜片
光纤布拉格光栅
渗压传感器
渗压监测
原文传递
活塞式菱形结构光纤布喇格光栅渗压传感器
4
作者
谢涛
孙恩钊
+4 位作者
李川
赵振刚
李英娜
刘爱莲
张长胜
《光子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第2期52-58,共7页
为了适应矿井、大坝对渗压监测的需要,提出一种活塞和菱形传压结构相结合的光纤布喇格光栅渗压传感器,活塞把测试压力传递到菱形传压结构,菱形传压结构拉动其上下对称连接的弹性钢片,导致粘贴在弹性钢片上的光纤布喇格光栅中心波长产生...
为了适应矿井、大坝对渗压监测的需要,提出一种活塞和菱形传压结构相结合的光纤布喇格光栅渗压传感器,活塞把测试压力传递到菱形传压结构,菱形传压结构拉动其上下对称连接的弹性钢片,导致粘贴在弹性钢片上的光纤布喇格光栅中心波长产生变化.利用有限元方法在500kPa的测试环境中对顶角分别为90°、110°、130°、150°情况下菱形传压结构的应力特性进行分析,根据仿真参量研制了渗压传感器,并对该传感器进行了压力标定试验和温度补偿试验.实验结果表明:传感器对渗压的灵敏度为2.04nm/MPa,拟合度为0.997,重复性为0.9%,两个测压光栅温度灵敏度分别为0.023 33nm/℃、0.021 68nm/℃,温补光栅为0.009 916nm/℃.
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关键词
光纤布喇格光栅
渗压传感器
菱形结构
活塞式
有限元分析
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职称材料
题名
基于拉杆结构的光纤布拉格光栅渗压传感器研究
被引量：
18
1
作者
王静
冯德军
隋青美
刘斌
机构
山东大学控制科学与工程学院
山东大学信息科学与工程学院
山东大学岩土与结构工程研究中心
出处
《光学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2010年第3期686-691,共6页
基金
山东省自然科学基金项目(Z2006G06)
山东省中青年科学家奖励基金(2006BS01001)资助课题
文摘
根据目前大坝、隧道和煤矿等工程领域和模型试验中对渗压检测的特殊要求,设计并实现了一种新型的光纤布拉格光栅(FBG)渗压传感器,采用波纹膜片和对称拉杆机械结构通过改变光纤光栅的轴向应变实现渗压传感。利用有限元软件ANSYS分别对传感器膜片的压力特性和传感器外壳抗压特性进行了仿真设计和性能分析,提高了传感器的可靠性并缩短了设计周期。对该传感器进行了压力标定试验,得出该传感器在0～100 kPa的测量范围内,压力灵敏度达20 nm/MPa,比普通FBG提高了6683倍。迟滞特性和重复性试验表明迟滞为0.85%,且重复性好。
关键词
光纤光学
渗压传感器
光纤布拉格光栅
拉杆结构
波纹膜片
ANSYS软件
Keywords
fiber
optics
seepage
pressure sensor
fiber
Bragg
grating（FBG）
draw-bar
structure
corrugated
diaphragm
ANSYS
software
分类号
TN253 [电子电信—物理电子学]
原文传递
题名
新型FBG渗压传感器在隧道涌水模型中的应用
被引量：
9
2
作者
王静
刘斌
隋青美
李术才
李树忱
李利平
机构
山东大学光纤传感工程技术中心
山东大学岩土与结构工程研究中心
出处
《光电子．激光》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2009年第10期1286-1289,共4页
基金
国家“973”计划资助项目(2007CB209407)
文摘
结合波纹膜片的压力敏感特性和光纤Bragg光栅(FBG)的应变传感特性,设计了一种新型的FBG渗压传感器。传感器通过拉杆式结构将波纹膜片在应力下的挠度变形转化为FBG的轴向应变,通过恒温条件下的压强标定试验,得出传感器的压强灵敏度约为20 nm/MPa,和普通光栅相比,其压强灵敏度提高了6 000多倍。对传感器探头内部的光栅进行了温度特性标定试验,通过温度补偿光栅消除外界温度对渗压测量结果的影响。将该传感器用于隧道涌水模型的开挖试验,测得模型注水过程中测点的渗压值不断增大并趋于稳定,隧道开挖过程中渗压值轻微波动,提升水位时渗压值急剧增大。
关键词
渗压传感器
光纤Bragg光栅(FBG)
波纹膜片
拉杆结构
模型试验
Keywords
seepage
pressure sensor
fiber
Bragg
grating（FBG）
corrugated
diaphragm
draw-bar
type
structure
tunnel
water
gushing
model
分类号
TP212 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
原文传递
题名
波纹膜片式FBG渗压传感器研究
3
作者
孟永东
张翔宇
蔡征龙
徐晓蔚
张伟杰
袁昌纬
机构
三峡大学湖北长江三峡滑坡国家野外科学观测研究站
三峡大学水利与环境学院
出处
《地球物理学进展》
CSCD
北大核心
2023年第3期1377-1385,共9页
基金
国家重点研发计划项目(2017YFC1501100)
国家自然科学基金项目(51939004)联合资助。
文摘
传统的电式渗压监测传感器普遍存在精度低、长期稳定性差等缺点,很难满足长期高精度监测要求.结合波纹膜片的压力敏感特性以及光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)的应变传感特性,研发了一种适用于岩土体渗压监测的波纹膜片式FBG传感器,克服了传统传感器的不足.传感器的性能测试以及与常规传感器的模型对比试验结果表明:在量程0~100 kPa范围内该FBG渗压传感器具有较高灵敏度和线性度;在模型试验中传感器的测量稳定性较好,实时性优越,能够适用于岩土体渗压小范围变化内的测量.
关键词
岩土体
波纹膜片
光纤布拉格光栅
渗压传感器
渗压监测
Keywords
Rock
and
soil
mass
Corrugated
diaphragm
Fiber
bragg
grating
seepage
pressure sensor
seepage
pressure
monitoring
分类号
P631 [天文地球—地质矿产勘探]
原文传递
题名
活塞式菱形结构光纤布喇格光栅渗压传感器
4
作者
谢涛
孙恩钊
李川
赵振刚
李英娜
刘爱莲
张长胜
机构
昆明理工大学信息工程与自动化学院
出处
《光子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第2期52-58,共7页
基金
国家自然科学基金(Nos.KKGD201503106
KKGD201203004)资助~~
文摘
为了适应矿井、大坝对渗压监测的需要,提出一种活塞和菱形传压结构相结合的光纤布喇格光栅渗压传感器,活塞把测试压力传递到菱形传压结构,菱形传压结构拉动其上下对称连接的弹性钢片,导致粘贴在弹性钢片上的光纤布喇格光栅中心波长产生变化.利用有限元方法在500kPa的测试环境中对顶角分别为90°、110°、130°、150°情况下菱形传压结构的应力特性进行分析,根据仿真参量研制了渗压传感器,并对该传感器进行了压力标定试验和温度补偿试验.实验结果表明:传感器对渗压的灵敏度为2.04nm/MPa,拟合度为0.997,重复性为0.9%,两个测压光栅温度灵敏度分别为0.023 33nm/℃、0.021 68nm/℃,温补光栅为0.009 916nm/℃.
关键词
光纤布喇格光栅
渗压传感器
菱形结构
活塞式
有限元分析
Keywords
Fiber
Bragg
grating
seepage
pressure sensor
Diamond
structure
Piston
Finite
elementanalysis
分类号
TP212 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于拉杆结构的光纤布拉格光栅渗压传感器研究
王静
冯德军
隋青美
刘斌
《光学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2010
18
原文传递
2
新型FBG渗压传感器在隧道涌水模型中的应用
王静
刘斌
隋青美
李术才
李树忱
李利平
《光电子．激光》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2009
9
原文传递
3
波纹膜片式FBG渗压传感器研究
孟永东
张翔宇
蔡征龙
徐晓蔚
张伟杰
袁昌纬
《地球物理学进展》
CSCD
北大核心
2023
0
原文传递
4
活塞式菱形结构光纤布喇格光栅渗压传感器
谢涛
孙恩钊
李川
赵振刚
李英娜
刘爱莲
张长胜
《光子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017
0
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职称材料
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