Lorentzian型布里渊频谱特征提取时模型的影响（英文） 被引量：5

1

作者 赵丽娟 李永倩 徐志钮 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2016年第5期210-216,共7页

为了在提取Lorentzian型布里渊频谱特征时选择最佳模型,以线性最小二乘法和非线性最小二乘法构造的目标函数为研究对象,系统地比较目标函数构造对频谱特征提取的影响。数值产生了不同信噪比、扫描频率间隔、g0、vB和ΔvB的布里渊信号,... 为了在提取Lorentzian型布里渊频谱特征时选择最佳模型,以线性最小二乘法和非线性最小二乘法构造的目标函数为研究对象,系统地比较目标函数构造对频谱特征提取的影响。数值产生了不同信噪比、扫描频率间隔、g0、vB和ΔvB的布里渊信号,比较了两种模型得到的频谱特征参数的准确性和计算耗时,并用真实布里渊散射信号进行了验证。结果表明:在不含干扰的理想状态下两种模型都能达到非常高的精度,随着噪声含量/扫描频率间隔的增加两种模型的准确性都下降,但线性模型明显大于非线性模型,实际时应采用非线性模型。实验测量的布里渊散射谱信号验证了分析结果的正确性。 展开更多

关键词 布里渊散射谱 参数提取 最小二乘模型 温度/应变测量

下载PDF 职称材料

EFPI-FBG复合光纤传感器高温大应变试验研究 被引量：1

2

作者 陈珊 李政颖 +1 位作者 孙景国 温志勋 《热能动力工程》 CAS CSCD 北大核心 2021年第10期179-186,共8页

由于缺乏航空发动机/燃气轮机服役环境下叶片温度、应变有效性检测的技术与装置,所以工作叶片的温度环境、载荷环境和应变分布等关键数据的缺失是故障检修工作中的最大困难之一。采用非本征型法布里-珀罗(Extrinsic Farby-Perot Interfe... 由于缺乏航空发动机/燃气轮机服役环境下叶片温度、应变有效性检测的技术与装置,所以工作叶片的温度环境、载荷环境和应变分布等关键数据的缺失是故障检修工作中的最大困难之一。采用非本征型法布里-珀罗(Extrinsic Farby-Perot Interferometric, EFPI)与光纤光栅(Fiber Bragg Grating, FBG)传感技术,研制了一种基于单模光纤的EFPI-FBG复合光纤传感器及其解调设备。通过搭建高温拉伸试验平台,开展了基于DZ125材料试件的复合光纤传感器高温、大应变测量的性能测试。试验结果表明:复合光纤传感器的工作温度范围为26℃~1 100℃,温度测量精度不超过全量程的5%,分辨率为0.066℃;F-P传感器的应变测量范围为0~19 468με,在1 100℃下的相对误差为1.96%,分辨率为0.053με。 展开更多

关键词 非本征型法布里-珀罗 光纤光栅 复合光纤传感器 温度-应变测量

原文传递

采用Voigt模型的布里渊散射谱关键特征高精度提取方法(英文) 被引量：1

3

作者 徐志钮 胡志伟 +4 位作者 赵丽娟 杨志 陈飞飞 李永倩 陈永辉 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2018年第S1期82-89,共8页

布里渊散射谱满足Voigt函数,现有的拟合算法提取得到的特征参数容易存在误差。为了保证布里渊谱特征提取时的准确性,从而提高温度和应变测量的准确性,提出了一种采用Voigt函数的布里渊散射谱特征参数提取算法。采用了高斯-厄米特积分来... 布里渊散射谱满足Voigt函数,现有的拟合算法提取得到的特征参数容易存在误差。为了保证布里渊谱特征提取时的准确性,从而提高温度和应变测量的准确性,提出了一种采用Voigt函数的布里渊散射谱特征参数提取算法。采用了高斯-厄米特积分来计算Voigt函数,采用最小二乘拟合方法给出了对应的目标函数,同时给出了初值提取方法,采用Levenberg-Marquardt算法来最小化目标函数,一旦目标函数趋于最小化即可获得特征参数。此外还实现另外一种算法,该算法采用随机值方式求解初值,然后采用Levenberg-Marquardt算法来优化目标函数。基于数值产生大量不同信噪比的布里渊谱和实测布里渊谱,两种算法的计算结果表明,随机值算法的收敛概率为80%~90%,文中算法在所有情况下均能收敛。文中算法的计算误差仅为随机值算法的1/1011~1/7,计算耗时仅为随机值算法的1/8~1/3。 展开更多

关键词 光纤分布式传感 布里渊散射谱 参数提取 Voigt模型 温度/应变测量

下载PDF 职称材料

采用Voigt模型的布里渊散射谱关键特征高精度提取方法

4

作者 徐志钮 胡志伟 +4 位作者 赵丽娟 杨志 陈飞飞 李永倩 陈永辉 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2018年第A01期74-81,共8页

布里渊散射谱满足Voigt函数，现有的拟合算法提取得到的特征参数容易存在误差。为了保证布里渊谱特征提取时的准确性，从而提高温度和应变测量的准确性，提出了一种采用Voigt函数的布里渊散射谱特征参数提取算法。采用了高斯一厄米特积... 布里渊散射谱满足Voigt函数，现有的拟合算法提取得到的特征参数容易存在误差。为了保证布里渊谱特征提取时的准确性，从而提高温度和应变测量的准确性，提出了一种采用Voigt函数的布里渊散射谱特征参数提取算法。采用了高斯一厄米特积分来计算Voigt函数，采用最小二乘拟合方法给出了对应的目标函数，同时给出了初值提取方法，采用Levenberg—Marquardt算法来最小化目标函数，一旦目标函数趋于最小化即可获得特征参数。此外还实现另外一种算法，该算法采用随机值方式求解初值，然后采用Levenberg—Marquardt算法来优化目标函数。基于数值产生大量不同信噪比的布里渊谱和实测布里渊谱，两种算法的计算结果表明，随机值算法的收敛概率为80％～90％，文中算法在所有情况下均能收敛。文中算法的计算误差仅为随机值算法的1／1011～1／7，计算耗时仅为随机值算法的1／8～1／3。 展开更多

关键词 光纤分布式传感 布里渊散射谱 参数提取 Voigt模型 温度/应变测量

下载PDF 职称材料

基于马赫-曾德尔干涉的温度和应变同时测量的光纤传感器研究 被引量：26

5

作者 卞继城 郎婷婷 +1 位作者 俞文杰 孔文 《光电子．激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期2169-2174,共6页

提出了一种基于马赫-曾德尔干涉的温度和应变双参数同时测量的光纤传感器,其结构是在单模光纤(SMF)上分别熔接两个球形结构并在SMF光纤中间熔接一段细芯光纤(TCSMF)。利用光纤的纤芯模、包层模对温度、应变的灵敏度差异,通过检测不同级... 提出了一种基于马赫-曾德尔干涉的温度和应变双参数同时测量的光纤传感器,其结构是在单模光纤(SMF)上分别熔接两个球形结构并在SMF光纤中间熔接一段细芯光纤(TCSMF)。利用光纤的纤芯模、包层模对温度、应变的灵敏度差异,通过检测不同级次的干涉谷的特征波长位移变化,结合敏感矩阵实现了对温度、应变双参数的同时测量。实验选取位于波长1 545.1nm和1 554.8nm处的干涉谷进行温度和应变的同时测量,测得两个波谷的温度灵敏度分别为53.86pm/℃和47.51pm/℃,两个波谷的应变灵敏度分别为0.75pm/με和1.39pm/με,并且不同级次干涉波谷的波长位移量与外界温度和应变具有良好的线性度。 展开更多

关键词 光纤光学 光纤传感器 马赫-曾德尔干涉 温度和应变测量

原文传递

光纤高温应变传感器研究进展(特邀) 被引量：5

6

作者 杨杭洲 刘鑫 +1 位作者 南朋玉 辛国国 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期150-163,共14页

高温应变传感器在航空航天、石油勘探、工业冶炼等领域有巨大的潜在需求。传统的电学类传感器受限于其电学原理和材料特性,无法长时间在高温、高压、强电磁干扰、化学腐蚀等恶劣环境下保持精确测量。基于此,国内外研究团队对光纤高温应... 高温应变传感器在航空航天、石油勘探、工业冶炼等领域有巨大的潜在需求。传统的电学类传感器受限于其电学原理和材料特性,无法长时间在高温、高压、强电磁干扰、化学腐蚀等恶劣环境下保持精确测量。基于此,国内外研究团队对光纤高温应变传感器进行了大量研究,在提升传感器的耐温性能和提高传感器的应变灵敏度等方面取得了一系列成果。本文综述了基于光纤布拉格光栅型、光纤干涉型高温应变传感器的传感机理、实验方法及封装应用的研究现状,总结了不同传感机理对温度、应变的响应特性,重点介绍了光纤高温应变传感器的最新进展,并对光纤高温应变传感器的未来发展方向进行了展望。 展开更多

关键词 光纤传感器 高温应变 光纤布拉格光栅 法布里-珀罗干涉仪 马赫-曾德尔干涉仪 温度和应变测量

下载PDF 职称材料

应变片温度特性检测 被引量：2

7

作者 张永峰 张强 《现代机械》 2013年第5期78-79,87,共3页

涡桨发动机功率输出轴载荷测量过程中,环境温度变化范围大,如果应变片灵敏度系数变化,将给试验带来误差,影响试验结果,因此,必须检测应变片的温度特性是否稳定。基于某型螺旋桨飞行试验的应变片温度特性试验检测方法和试验过程,对试验... 涡桨发动机功率输出轴载荷测量过程中,环境温度变化范围大,如果应变片灵敏度系数变化,将给试验带来误差,影响试验结果,因此,必须检测应变片的温度特性是否稳定。基于某型螺旋桨飞行试验的应变片温度特性试验检测方法和试验过程,对试验结果进行比对分析,得出应变片温度试验中需要注意的事项,应变片特性试验检测结果有效可行。 展开更多

关键词 应变片 温度特性应变测量飞行试验

下载PDF 职称材料

布里渊增益谱特征参数提取准确性影响因素分析（英文）

8

作者 赵丽娟 徐志钮 李永倩 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2019年第2期232-239,共8页

基于实测布里渊(Brillouin)增益谱确定了合适目标函数。数值产生了大量的布里渊增益谱,利用这些谱信号系统研究了信噪比、扫频间隔、扫频点数、扫频范围和谱特征参数g_0、v_B、Δ_(v_B)的取值对布里渊增益谱特征参数提取准确性的影响规... 基于实测布里渊(Brillouin)增益谱确定了合适目标函数。数值产生了大量的布里渊增益谱,利用这些谱信号系统研究了信噪比、扫频间隔、扫频点数、扫频范围和谱特征参数g_0、v_B、Δ_(v_B)的取值对布里渊增益谱特征参数提取准确性的影响规律。结果表明:特征参数提取误差随信噪比增加成指数规律下降,随扫频点数增加(或扫频间隔减少)而下降;v_B的提取误差随Δ_(v_B)的增加而线性增大,Δ_(v_B)的值对其他参数的提取准确性几乎无影响;扫频点数固定时扫频范围选择太大或太小时的误差均较大,实际应该选择2Δ_(v^B)左右。研究结果对基于布里渊散射的传感时相关参数选择具有参考价值。 展开更多

关键词 布里渊增益谱 参数提取 最小二乘法 温度和应变测量 准确性 影响因素

下载PDF 职称材料

光纤温度/应变复合传感器及其在800℃高温下的应用 被引量：3

9

作者 柴葳 郝庆瑞 宝剑光 《航空科学技术》 2020年第2期66-71,共6页

高温应变是材料和结构在高温环境中物理性能的主要参数之一,对高温应变的准确测量是结构热强度试验的重要组成部分。目前在高温应变测量方面存在安装工艺复杂、耗费时间长、测量分散性大、高温胶造成应变传递误差、热输出标定带来二次... 高温应变是材料和结构在高温环境中物理性能的主要参数之一,对高温应变的准确测量是结构热强度试验的重要组成部分。目前在高温应变测量方面存在安装工艺复杂、耗费时间长、测量分散性大、高温胶造成应变传递误差、热输出标定带来二次误差等不足。本文将光纤温度/应变复合传感器应用到热强度试验中,该传感器结合布拉格光栅光纤传感器和非本征法珀传感器,可以同时测量同一点的温度和应变。该传感器具有不依赖高温胶传递应变,不需要标定热输出等优点。当前已实现了800℃环境下温度和应变的测量。试验结果证明,传感器性能稳定,一致性良好。 展开更多

关键词 光纤布拉格光栅 光纤法珀腔 温度/应变同步测量 800℃高温应变

下载PDF 职称材料

BOTDR的已敷设传感光纤温度和应变区分测量方法 被引量：7

10

作者 吕安强 李永倩 +1 位作者 李静 刘征 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2015年第10期2952-2958,共7页

为了解决已敷设传感光纤中布里渊谱峰功率初值难以获取,基于频移和功率双参量的温度和应变区分测量误差大等问题,提出了解决方法。通过标定实验确定布里渊频移和相对谱峰功率的温度和应变系数、频移初始值;根据布里渊散射功率特性方程,... 为了解决已敷设传感光纤中布里渊谱峰功率初值难以获取,基于频移和功率双参量的温度和应变区分测量误差大等问题,提出了解决方法。通过标定实验确定布里渊频移和相对谱峰功率的温度和应变系数、频移初始值;根据布里渊散射功率特性方程,通过试探法,利用已敷设光路中温度和应变已知的参考光纤确定方程系数,建立了谱峰功率初始值;利用归一化方法克服了传感系统中乘性噪声导致的测量误差;利用谱宽变化消除了温度和应变突变点处的谱峰功率异常峰值;最后,根据光纤复合海底电缆的现场情况建立了模拟光路,并进行了温度和应变测量实验。结果表明,在5.6 km处可实现±4.3℃和±110με的测量精度,可实现已敷设传感光纤整条光路上的温度和应变区分测量,为工程应用提供了理论和实验依据。 展开更多

关键词 温度和应变区分测量 布里渊光时域反射计 已敷设光纤 归一化 布里渊功率分布初值

下载PDF 职称材料

基于布里渊散射光纤传感技术的温度和应变同时测量误差分析 被引量：1

11

作者 王成亮 官国飞 +1 位作者 徐妍 蒋超 《光通信技术》 2021年第11期11-17,共7页

为了提高分布式光纤传感系统的准确性,理论上比较了多参数同时测量与单参数测量时温度、应变的误差标准差,指出在典型配置下双光纤或双波长方式的同时测量误差标准差可达单参数测量法的9~850倍,双段光纤法应变误差标准差为单参数测量法... 为了提高分布式光纤传感系统的准确性,理论上比较了多参数同时测量与单参数测量时温度、应变的误差标准差,指出在典型配置下双光纤或双波长方式的同时测量误差标准差可达单参数测量法的9~850倍,双段光纤法应变误差标准差为单参数测量法的1.4倍。采用基于伪Voigt模型的拟合算法提取布里渊频移,计算结果验证了以上结论。 展开更多

关键词 分布式光纤传感 布里渊散射 温度和应变同时测量 误差分析 双光纤法 双波长法

下载PDF 职称材料

同时测量温度和应变的全单模光纤马赫-曾德尔干涉仪 被引量：1

12

作者 雷成秀 朱永钦 +1 位作者 张轩宇 于永森 《半导体光电》 CAS 北大核心 2019年第1期29-33,共5页

为了实现低成本的温度和应变同时测量,利用光纤熔接机的熔融放电原理制备了基于全单模光纤(SMF)的花生和J型结构级联的马赫-曾德尔干涉仪(CPJS-MZI)。首先利用光纤熔接机的球形程序将两段单模光纤的端面熔成球形,再将小球熔接到一起形... 为了实现低成本的温度和应变同时测量,利用光纤熔接机的熔融放电原理制备了基于全单模光纤(SMF)的花生和J型结构级联的马赫-曾德尔干涉仪(CPJS-MZI)。首先利用光纤熔接机的球形程序将两段单模光纤的端面熔成球形,再将小球熔接到一起形成花生型结构;然后在距离花生结构15mm处,将两根单模光纤端面错位一定距离,对其进行熔接形成J型结构;最后对所制备的器件进行温度和应变传感性能的测试。实验发现,CPJS-MZI单个干涉峰强度和波长对应的温度灵敏度分别为-0.012 5dB/℃和52.9pm/℃,应变灵敏度分别为0.015 2dB/με和-11.44pm/με。结果表明,基于SMF的CPJS-MZI可利用单峰实现温度和应变的同时测量,且具有尺寸小、制备容易、成本低等优点,在同时测量温度和应变传感领域具有潜在应用价值。 展开更多

关键词 光纤马赫-曾德尔干涉仪 花生结构 J型结构 温度和应变同时测量

下载PDF 职称材料