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弯曲增敏型光纤曲率传感器机理的研究 被引量:11
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作者 刘仁强 刘品宽 +2 位作者 付庄 赵言正 王树国 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期807-812,共6页
近年国外出现一种直接检测弯曲的低成本光纤曲率传感器,采用弯曲增敏技术提高光纤对弯曲的灵敏度。这种传感器的线性范围宽,能区分正向弯曲和负向弯曲,在测量较大弯曲变形的场合更具优势;并且适合埋入结构内部检测,通过转换还可测量轴... 近年国外出现一种直接检测弯曲的低成本光纤曲率传感器,采用弯曲增敏技术提高光纤对弯曲的灵敏度。这种传感器的线性范围宽,能区分正向弯曲和负向弯曲,在测量较大弯曲变形的场合更具优势;并且适合埋入结构内部检测,通过转换还可测量轴向应变。然而其传感机理方面的研究仍处于探索阶段。通过分析光辐射度余弦定律理论、回音壁光线理论、沟槽角度理论等国内外对该传感器机理的研究成果,并基于平面波导的光散射损耗理论,提出了光纤曲率传感器的机理。指出弯曲引起光纤敏感区表面散射损耗的改变是导致光传输损耗改变的原因;推导出损耗与光纤弯曲半径、表面特性、光纤结构参量关系的数学模型,并通过实验验证了模型的有效性。 展开更多
关键词 光纤光学 传感机理 表面散射 弯曲检测 光纤曲率传感器
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一种新型基于光纤柔性铰链的六维微位姿并联测量平台 被引量:7
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作者 刘仁强 葛巧德 +5 位作者 高峰 刘品宽 岳义 何俊 陈杰 赵现朝 《新型工业化》 2013年第4期8-17,共10页
提出一种集传感和弹性运动副于一体的光纤柔性铰链,并通过光纤柔性铰链构造并联平台,实现六维微位姿的在线检测。这种光纤柔性铰链基于光纤曲率传感器的测量原理,通过检测光纤柔性铰链的角位移来获得微动平台的位置与方向。研究了光纤... 提出一种集传感和弹性运动副于一体的光纤柔性铰链,并通过光纤柔性铰链构造并联平台,实现六维微位姿的在线检测。这种光纤柔性铰链基于光纤曲率传感器的测量原理,通过检测光纤柔性铰链的角位移来获得微动平台的位置与方向。研究了光纤柔性铰链的位姿测量原理和曲率测量机理,以及直线位移和角位移同光纤柔性铰链曲率的变化关系,分析了传感器各参数对灵敏度的影响;利用光纤柔性铰链灵敏度具有方向性的特点制作六维位姿测量平台,减小传感器的维间耦合;设计了传感器的标定模型及标定方案并通过实验验证。这种六维微位姿测量传感平台具有结构紧凑,测量力小,测量行程大的特点,适合应用于微操作系统中的多维微位姿的在线检测和末端执行器的微位姿闭环控制。 展开更多
关键词 微操作系统 六维微位姿检测 光纤柔性铰链 光纤曲率传感器 并联解耦
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Flexible Optical Waveguide Bent Loss Attenuation Effects Analysis and Modeling Application to an Intrinsic Optical Fiber Temperature Sensor 被引量:3
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作者 Mustapha Remouche Francis Georges Patrick Meyrueis 《Optics and Photonics Journal》 2012年第1期1-7,共7页
The temperature dependence of the bending loss light energy in multimode optical fibers is reported and analyzed. The work described in this paper aims to extend an initial previous analysis concerning planar optical ... The temperature dependence of the bending loss light energy in multimode optical fibers is reported and analyzed. The work described in this paper aims to extend an initial previous analysis concerning planar optical waveguides, light energy loss, to circular optical waveguides. The paper also presents à novel intrinsic fiber optic sensing device base on this study allowing to measure temperatures parameters. The simulation results are validated theoretically in the case of silica/silicone optical fiber. A comparison is done between results obtained with an optical fiber and the results obtained from the previous curved optical planar waveguide study. It is showed that the bending losses and the temperature measurement range depend on the curvature radius of an optical fiber or waveguide and the kind of the optical waveguide on which the sensing process is implemented. 展开更多
关键词 optical fiber LOSSES curvature sensor Temperature Micro Technology
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Fiber Fabry-Perot Interferometer for Curvature Sensing 被引量:2
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作者 Catarina S. MONTEIRO1 Marta S. FERREIRA +4 位作者 Susana O. SILVA Jens KOBELKE Kay SCHUSTER JOrg BIERLICH Orlando FRAZAO 《Photonic Sensors》 SCIE EI CAS CSCD 2016年第4期339-344,共6页
A curvature sensor based on an Fabry-Perot (FP) interferometer was proposed. A capillary silica tube was fusion spliced between two single mode fibers, producing an FP cavity. Two FP sensors with different cavity le... A curvature sensor based on an Fabry-Perot (FP) interferometer was proposed. A capillary silica tube was fusion spliced between two single mode fibers, producing an FP cavity. Two FP sensors with different cavity lengths were developed and subjected to curvature and temperature. The FP sensor with longer cavity showed three distinct operating regions for the curvature measurement. Namely, a linear response was shown for an intermediate curvature radius range, presenting a maximum sensitivity of 68.52 pm/m-1. When subjected to temperature, the sensing head produced a similar response for different curvature radii, with a sensitivity varying from 0.84 pm/℃ to 0.89 pm/℃, which resulted in a small cross-sensitivity to temperature when the FP sensor was subjected to curvature. The FP cavity with shorter length presented low sensitivity to curvature. 展开更多
关键词 curvature measurement Fabry-Perot interferometer optical fiber sensor
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一种新型基于光纤柔性铰链的六维微位姿并联测量平台 被引量:2
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作者 刘仁强 葛巧德 +5 位作者 高峰 刘品宽 岳义 何俊 陈杰 赵现朝 《新型工业化》 2013年第7期-,共10页
提出一种集传感和弹性运动副于一体的光纤柔性铰链,并通过光纤柔性铰链构造并联平台,实现六维微位姿的在线检测。这种光纤柔性铰链基于光纤曲率传感器的测量原理,通过检测光纤柔性铰链的角位移来获得微动平台的位置与方向。研究了光纤... 提出一种集传感和弹性运动副于一体的光纤柔性铰链,并通过光纤柔性铰链构造并联平台,实现六维微位姿的在线检测。这种光纤柔性铰链基于光纤曲率传感器的测量原理,通过检测光纤柔性铰链的角位移来获得微动平台的位置与方向。研究了光纤柔性铰链的位姿测量原理和曲率测量机理,以及直线位移和角位移同光纤柔性铰链曲率的变化关系,分析了传感器各参数对灵敏度的影响;利用光纤柔性铰链灵敏度具有方向性的特点制作六维位姿测量平台,减小传感器的维间耦合;设计了传感器的标定模型及标定方案并通过实验验证。这种六维微位姿测量传感平台具有结构紧凑,测量力小,测量行程大的特点,适合应用于微操作系统中的多维微位姿的在线检测和末端执行器的微位姿闭环控制。 展开更多
关键词 微操作系统 六维微位姿检测 光纤柔性铰链 光纤曲率传感器 并联解耦
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曲率光纤传感器传感原理和参数优化 被引量:2
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作者 狄海廷 付宜利 刘仁强 《光电子.激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期507-511,共5页
为了更好地了解曲率光纤传感器的工作原理,进一步优化传感器的性能,利用TracePro光学软件对弯曲光纤中传播的光线进行光线追迹,采用几何光学方法描述敏感区对光强的调制原理,推导出光功率损耗与光纤弯曲半径、敏感区几何参数间关系的数... 为了更好地了解曲率光纤传感器的工作原理,进一步优化传感器的性能,利用TracePro光学软件对弯曲光纤中传播的光线进行光线追迹,采用几何光学方法描述敏感区对光强的调制原理,推导出光功率损耗与光纤弯曲半径、敏感区几何参数间关系的数学模型,并通过实验验证了其有效性。研究结果表明,在曲率光纤传感器中,光线在弯曲光纤中的传播路径表现出凸向集中性,即在弯曲光纤凸侧的光强会增加,而在凹侧的光强会减弱,这导致了敏感区对光泄漏的改变,从而实现光强调制。 展开更多
关键词 光纤光学 传感原理 光线追迹 几何光学 曲率光纤传感器
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用于薄结构振动测量的分布式光纤模态传感器的初探
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作者 周玲 郑莹娜 +1 位作者 司徒忠 王晓慧 《广东自动化与信息工程》 2002年第1期46-48,共3页
虽然应变传感器己广泛用于弹性振动的动态测量中,但当被测结构为薄结构时,应变幅值很小,需要检测元件有极高的灵敏度,而现有的测试方法和仪器难以满足要求。基于曲率变形的分布式光纤传感测量方法的提出使薄结构振动模态检测的研究有了... 虽然应变传感器己广泛用于弹性振动的动态测量中,但当被测结构为薄结构时,应变幅值很小,需要检测元件有极高的灵敏度,而现有的测试方法和仪器难以满足要求。基于曲率变形的分布式光纤传感测量方法的提出使薄结构振动模态检测的研究有了新的突破和发展前景。 展开更多
关键词 分布式光纤模态传感器 薄结构 振动测量
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