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基于可调F-P滤波器的光纤光栅传感器阵列查询技术 被引量:24
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作者 余有龙 谭华耀 锺永康 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第12期1103-1106,共4页
利用可调 F- P滤波器对四个光纤光栅组成的传感器阵列进行波长扫描 ,借助示波器和探测器对滤波光束的时序分布进行观察 ,实现地址查询。比较波长漂移前后传感阵列的反射谱 ,可用于解调 ,实验结果与预期值基本一致。选用反射率相差悬殊... 利用可调 F- P滤波器对四个光纤光栅组成的传感器阵列进行波长扫描 ,借助示波器和探测器对滤波光束的时序分布进行观察 ,实现地址查询。比较波长漂移前后传感阵列的反射谱 ,可用于解调 ,实验结果与预期值基本一致。选用反射率相差悬殊的光栅作传感元 。 展开更多
关键词 光纤光栅 传感器阵列 查询 F-P滤波器 波长扫描
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压电-光纤综合结构健康监测系统的研究及验证 被引量:19
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作者 袁慎芳 邱雷 +2 位作者 王强 苗苗 余振华 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期348-356,共9页
以某型无人机机翼盒段试验件为对象,进行了压电-光纤综合结构健康监测系统的研究。自主研发了国内首台集成压电多通道扫查系统,可实现多达552个激励-传感通道的损伤自动扫查,并同光纤光栅解调系统组合,自行开发了集成健康监测系统软件,... 以某型无人机机翼盒段试验件为对象,进行了压电-光纤综合结构健康监测系统的研究。自主研发了国内首台集成压电多通道扫查系统,可实现多达552个激励-传感通道的损伤自动扫查,并同光纤光栅解调系统组合,自行开发了集成健康监测系统软件,构成了压电-光纤综合结构健康监测系统。基于该系统进行了大型碳纤维复合材料盒段试验件弯扭强度实验过程中的结构健康监测功能验证研究,监测结构尺寸达4.000 m×1.200 m×0.265 m,监测对象包括结构的应变场分布及抽钉失效。系统监测了全盒段上下壁板共34点的应变场分布情况,应变场监测准确;监测系统不仅对结构抽钉的缺失实现了准确监测,而且可以分辨所实验结构的4种抽钉缺失程度。 展开更多
关键词 结构健康监测 PZT bragg光纤光栅 传感阵列 应变 监测 连接失效
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基于光纤光栅的机械手指触滑觉传感研究 被引量:14
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作者 钱牧云 余有龙 +2 位作者 李慧 孙诗惠 郑艳 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期730-736,共7页
针对机械手指柔性触滑觉传感问题,提出了一种基于光纤光栅的二维分布式传感阵列的触滑觉传感方法,该方法采用两根平行放置和一根倾斜放置的光纤光栅传感器组成传感单元,利用弹性材料封装增强光纤光栅对压力的灵敏度,并以单元阵列的... 针对机械手指柔性触滑觉传感问题,提出了一种基于光纤光栅的二维分布式传感阵列的触滑觉传感方法,该方法采用两根平行放置和一根倾斜放置的光纤光栅传感器组成传感单元,利用弹性材料封装增强光纤光栅对压力的灵敏度,并以单元阵列的方式实现对触觉三维力、滑动方向以及滑移位置的感知。仿真和实验结果表明,该方法可以很好地实现对触觉正向压力和剪切力的传感,其中正向压力在0~3.6919×10^3Pa的范围内灵敏度为Kp=0.194pm/Pa,x正向剪切力在0~1.115×10^3Pa的范围内灵敏度为Kpt=0.03pm/Pa。通过对传感阵列中不同光栅中心波长漂移的上升沿和峰值时间差实现对物体x轴的滑移方向的判断。该方法可以很好地实现对机械手指触滑觉信息的测量,具有一定的应用价值。 展开更多
关键词 光纤光栅 机械手指 触觉 滑觉 二维分布式传感阵列
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光纤光栅传感器阵列在空间温度场测量中的应用 被引量:13
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作者 张佳斌 贺庆 张青超 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期724-728,共5页
提出了一种基于光纤光栅(FBG)的温度传感测量系统,其可应用于空间温度场的分析与研究。该系统主要由FBG阵列、光纤解调仪和上位机组成,可以在复杂的环境下进行实时多点测温,实现对环境中的温度场进行监控与温度记录。经实验验证,该测量... 提出了一种基于光纤光栅(FBG)的温度传感测量系统,其可应用于空间温度场的分析与研究。该系统主要由FBG阵列、光纤解调仪和上位机组成,可以在复杂的环境下进行实时多点测温,实现对环境中的温度场进行监控与温度记录。经实验验证,该测量系统准确的实现了对空间中各点温度的实时测量。该系统具有空间分辨率高,响应速度快,抗电磁辐射等特点,为空间温度场研究及特殊工况下的温度场监测提供了有力手段。 展开更多
关键词 光纤光栅 传感器阵列 空间 温度场
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基于FBG的农业大棚土壤温度测量与研究
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作者 钱蔡华 冯飞 +1 位作者 赵恒 李国利 《自动化与仪表》 2024年第1期121-124,129,共5页
研究农业大棚土壤温度,对农业生产具有重要意义。针对传统热电偶等传感器测量土壤温度场存在效率低、误差大等问题,该文采用一种基于光纤布拉格光栅(FBG)的温度传感器来监测农业大棚内的土壤温度变化。该方法将封装了FBG串的不锈钢管垂... 研究农业大棚土壤温度,对农业生产具有重要意义。针对传统热电偶等传感器测量土壤温度场存在效率低、误差大等问题,该文采用一种基于光纤布拉格光栅(FBG)的温度传感器来监测农业大棚内的土壤温度变化。该方法将封装了FBG串的不锈钢管垂直埋入被测土壤中,采用可调谐激光器法和寻峰算法解调FBG串各传感器波长,在大棚环境下进行了土壤多层温度场测量实验。实验结果表明,土壤内部温度呈余弦函数模型周期性变化。随着土壤深度增加,温度变化逐渐减小,在一定的湿度范围内,土壤湿度越大,浅层土壤温度越低。土壤湿度对深层土壤温度影响较小,太阳辐射对浅层土壤温度影响较大。 展开更多
关键词 光纤布拉格光栅 传感器阵列 温度场
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基于可调谐激光器的复用传感系统的研究 被引量:3
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作者 董波 何士雅 +3 位作者 胡曙阳 周劲峰 田大伟 赵启大 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2005年第6期608-610,共3页
为了克服复用传感系统中光源带宽及功率的制约,有效地扩大多点检测的范围,采用波分和时分复用传感技术,设计了可调谐光纤激光器作为传感系统的光源。基于耦合模方程的理论,对匹配光栅调谐光纤激光器波长扫描寻址解调方法进行了理论分析... 为了克服复用传感系统中光源带宽及功率的制约,有效地扩大多点检测的范围,采用波分和时分复用传感技术,设计了可调谐光纤激光器作为传感系统的光源。基于耦合模方程的理论,对匹配光栅调谐光纤激光器波长扫描寻址解调方法进行了理论分析和实验研究。实验中采用可调谐光纤激光器对由4个光栅组成的两个光栅串成功地进行了波分和时分复用传感,实验获得的应变分辨率为2.9με/step。该传感系统具有经济实用性、信噪比高、可复用数目大等特点,对于多点检测的传感网络具有较大的实用价值。 展开更多
关键词 光纤光栅 可调谐光纤激光器 阵列传感 波分和时分复用
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螺旋线慢波结构夹持性能测试方法研究 被引量:3
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作者 韦朴 周明干 +6 位作者 朱露 张劲 王雪峰 吕东亚 陈宁 杨明华 孙小菡 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期309-314,共6页
提出了一种由螺旋线慢波结构热分布特性来获知其夹持性能的方法.设计了基于光纤光栅和热电偶的分布式温度测试平台,计算和分析了光纤光栅等测温元件对慢波结构散热特性的影响.搭建了实验系统,研制了分布式微型光纤光栅温度传感阵列,并... 提出了一种由螺旋线慢波结构热分布特性来获知其夹持性能的方法.设计了基于光纤光栅和热电偶的分布式温度测试平台,计算和分析了光纤光栅等测温元件对慢波结构散热特性的影响.搭建了实验系统,研制了分布式微型光纤光栅温度传感阵列,并对某型X波段行波管慢波结构进行对比测试.结果表明,实验获得的温差曲线可准确判别慢波结构夹持性能的优劣,且不破坏器件结构与性能. 展开更多
关键词 慢波结构 夹持特性 散热能力 光纤光栅传感阵列
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柔性曲面变形检测的FBG方法 被引量:2
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作者 樊红朝 张震 朱晓锦 《机电工程》 CAS 2009年第3期40-43,共4页
为实现太阳能帆板、飞机机翼等薄板类曲面的动态检测,构建了一种基于光纤光栅(FBG)的传感阵列系统。将FBG传感器分布式地封装在形状记忆合金(SMA)薄片上,并采用增加预应力方式,扩大FBG检测拉应力的检测范围;利用空分复用(SDM)和波分复... 为实现太阳能帆板、飞机机翼等薄板类曲面的动态检测,构建了一种基于光纤光栅(FBG)的传感阵列系统。将FBG传感器分布式地封装在形状记忆合金(SMA)薄片上,并采用增加预应力方式,扩大FBG检测拉应力的检测范围;利用空分复用(SDM)和波分复用技术(WDM)将FBG阵列布置到曲面上,传感器分布根据曲面应力状况采用植入式分布,应变较大的地方布置稠密,反之稀疏;曲面发生变形时,解调仪器解调出波长变化;计算机对采集数据进行处理,重建曲面形状并实时显示,以实现曲面的动态检测和显示。实验结果表明,此传感阵列系统的波长变化与曲率具有较好的线性关系,传感器布置合理、测量精度高,利用FBG能够实现曲面变形检测。 展开更多
关键词 光纤光栅 传感阵列 面形检测 形状记忆合金 空分复用技术 波分复用技术
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光纤感知阵列在线滑觉测试系统 被引量:1
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作者 刘春辉 刘智超 殷礼鑫 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第3期415-421,共7页
针对智能柔性滑觉传感中位置与速度的实时监测问题,设计了一种监测目标位移与速度的光纤感知模块。首先,采用温度补偿模块解决温度交叉敏感问题;然后,在分析传感单元应力分布仿真结果的基础上提出了“米”型FBG组网结构;最后,采用标准... 针对智能柔性滑觉传感中位置与速度的实时监测问题,设计了一种监测目标位移与速度的光纤感知模块。首先,采用温度补偿模块解决温度交叉敏感问题;然后,在分析传感单元应力分布仿真结果的基础上提出了“米”型FBG组网结构;最后,采用标准压力计与小球完成了位置方向与速度状态的测试,并提出了适用该结构的目标状态解算模型。仿真结果显示,目标轨迹平均形变量约为0.32μm,衰减距离宽度约为3.0 mm。实验针对0.255 kg钢制小球进行滑动测试,FBG应力灵敏度均优于0.020 6 nm/N,FBG中心波长偏移量可以准确确定物体所在区域位置和物体运动方向。传感模块能够实时监测物体运动状态,智能调整物体施力大小及位姿。结果显示,该滑觉感知系统的平面定位精度、运动角度与速度换算均符合设计要求。并且根据模型函数关系可知,在调整传感网络中FBG总量时可以实现对位置、角度及速度精度的控制。综上所述,该系统具有对检测区域内目标位置、运动状态实时监测的能力,适用于柔性智能装配、智能仿生皮肤等技术领域。 展开更多
关键词 光纤光栅传感器 位移监测 状态分析 感知阵列 仿真分析
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一种超弱光纤光栅的模块化解调系统 被引量:1
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作者 罗志会 鲁博 +2 位作者 向昊 杨震 徐冰 《黑龙江大学自然科学学报》 CAS 2022年第6期741-749,共9页
提出了一种超弱光纤光栅的模块化多通道解调系统,分析了该解调系统的工作原理,探讨了同波长光纤光栅的空间分辨率、反射率与光栅数量的关系。采用嵌入式电路对250 MSPS的高速A/D进行采集和缓存,配合C#上位机软件完成光栅阵列的定位、波... 提出了一种超弱光纤光栅的模块化多通道解调系统,分析了该解调系统的工作原理,探讨了同波长光纤光栅的空间分辨率、反射率与光栅数量的关系。采用嵌入式电路对250 MSPS的高速A/D进行采集和缓存,配合C#上位机软件完成光栅阵列的定位、波长分析和处理,实现了4通道传感阵列的实时解调。该解调系统功耗低于13 W,体积230 mm×170 mm×40 mm,同波长光栅数量约5000个,多波长光栅数量达到13232个,空间分辨率2 m,单通道感测距离大于10 km,实现了超弱光纤光栅的大容量感测。 展开更多
关键词 超弱光纤光栅 波长解调 传感器 现场可编程门阵列 模块化
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模拟高性能飞行器翼面结构形态的非视觉检测 被引量:6
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作者 易金聪 朱晓锦 +2 位作者 张合生 丁平安 李丽 《振动.测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2014年第1期20-26,186,共7页
针对高性能飞行器实验模型结构的翼面形态感知与重构技术要求,提出一种基于光纤光栅传感器阵列的翼型结构形态实时检测与可视化重构方法。首先,在分析光纤光栅结构曲率检测技术的基础上,进行基于分布式曲率感知信息的翼面结构形态实时... 针对高性能飞行器实验模型结构的翼面形态感知与重构技术要求,提出一种基于光纤光栅传感器阵列的翼型结构形态实时检测与可视化重构方法。首先,在分析光纤光栅结构曲率检测技术的基础上,进行基于分布式曲率感知信息的翼面结构形态实时重构算法研究;其次,针对实验模型结构振动响应特性与有限元分析结果,研究分布式光纤光栅传感器阵列优化布置方案;最后,构建飞行器模型结构实验平台与开发可视化软件环境,进行翼面结构静态形变与振动形态实时感知与重构实验分析与验证。结果表明,实验模型翼面结构形态实时感知与重构效果良好,较精确地反映了结构静态形变与振动形态的变化,验证了所提非视觉结构形态检测方法与技术的可行性与有效性。 展开更多
关键词 高性能飞行器 翼面结构 非视觉检测 光纤布拉格光栅传感阵列 结构形态感知与重构
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基于光纤Bragg光栅传感器阵列的智能周界安防系统 被引量:4
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作者 陈兆鹏 胡明 +2 位作者 李斌 张政 刘晓铭 《传感器与微系统》 CSCD 2017年第10期121-123,136,共4页
为了克服现有技术存在分辨率低、监测距离有限、价格昂贵等特点,提出了一种基于光纤布拉格光栅传感器(FBGS)阵列技术的周界入侵行为感知增敏方法及系统。采用全同光栅阵列技术提高系统复用能力,使得相同长度防区内传感器数量成倍增加,... 为了克服现有技术存在分辨率低、监测距离有限、价格昂贵等特点,提出了一种基于光纤布拉格光栅传感器(FBGS)阵列技术的周界入侵行为感知增敏方法及系统。采用全同光栅阵列技术提高系统复用能力,使得相同长度防区内传感器数量成倍增加,从而大大提高了系统感知外界入侵行为的灵敏度;采用特殊的传感器封装工艺和敷设方法进一步提高了系统感知外界微小振动灵敏度;结合时域、频域分析方法智能识别外界入侵行为,降低系统误报率。相比传统光纤光栅周界防入侵技术,系统具有米(m)级空间分辨率、误报率极低、监测距离更长、性价比高等特点。 展开更多
关键词 光纤布拉格光栅传感器阵列 智能周界 振动 频域
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