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题名U型缠绕式光纤弯曲损耗位移传感器设计
被引量：7
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作者
李明昊
程琳
李亚明
马钰明
杨杰
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机构
省部共建西北旱区生态水利国家重点实验室
西安理工大学水利水电学院
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出处
《光学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第6期86-93,共8页
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基金
国家自然科学基金(51409205)
中国博士后自然科学基金(2015M572656XB)
+1 种基金
陕西省博士后自然科学基金
水文水资源与水利工程科学国家重点实验室开放研究基金(2014491011)
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文摘
针对传统光纤弯曲损耗位移传感器中位移与弯曲损耗的非线性关系,且高灵敏度和大量程不能兼得的问题,设计了一种U型缠绕式光纤弯曲损耗位移传感器,结构包括U型回绕和螺旋绕轴,两者合称为U型缠绕。理论证明被测位移量与光纤弯曲损耗之间的线性关系,推导出表达式,讨论了螺旋绕轴方式对光纤弯曲半径的影响和U型回绕方式对传感器精度的影响,并进行了一系列实验研究和性能测试。结果表明:传感器的测量范围为0~120mm,灵敏度为0.14dB/mm,线性相关系数大于0.99,光纤在U型缠绕中无应力松弛的现象,建议U型回绕光纤曲率半径大于6mm。U型缠绕式光纤弯曲损耗位移传感器具有良好的测量精度和较大量程,能够实现传感器对混凝土结构的裂缝监测和大型结构位移的连续监测。
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关键词
光纤光学
位移传感器
光纤缠绕轴
U型缠绕
弯曲损耗
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Keywords
fiber optics
displacement sensor
fiber winding shaft
U-type winding
bending loss
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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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