基于双光纤光栅的膜片加速度传感器

基于光纤光栅传感原理,设计了一种双光纤光栅对称布置的膜片式加速度传感器。阐述了传感器的结构和工作原理,理论推导出固有频率和灵敏度的计算公式,并通过实验对传感器的灵敏度和幅频响应特性进行了测试。试验结果表明:此加速度传感器的横向干扰度小于10%,固有频率可达204Hz,灵敏度为53.56pm/g,与理论分析结果相符合。所设计的传感器可应用于大型结构健康监测等领域。     

全光纤加速度传感技术的研究

证明了光纤适合对加速度场的感知,研究了干涉型全光纤加速度地震检波器,得出光纤的应力应变和被测信号加速之间的关系,综合考虑全光纤加速度地震检波器灵敏频带的要求设计了变化光纤的长度和质量的大小和形状。采用交流相位跟踪零差检测的方法,使振动信号以电的形式得以真实地再现。研制的全光纤加速度地震检波器样机,具有抗电干扰、测量频谱范围宽,检测灵敏度高等优点,且输出信号与待测信号波形一致性好。用压电陶瓷同时完成了相位调制与误差补偿;利用干扰端面镀膜技术提高了反射光能量;采用双横向限制簧片有效地限制了质量块的横向振动。     

一种新型悬臂梁式光纤光栅加速度传感器

建立了加速度传感器力学模型,设计了一个新型光纤加速度传感器;采用三维建模软件进行建模,并推导固有频率计算公式进行理论计算,采用ANSYS软件对板簧进行模态分析,对加速度传感器进行动态测试。实验结果表明,所设计传感器结构的固有频率可达到95Hz,灵敏度达到300pm/g,能扩大其工程应用的范围。     

数模检波器信号响应的时频分析

理论上,数字检波器与模拟检波器对相同地震信号的频幅响应和相位响应各有不同,但在实际记录中响应差别却存在与理论的不一致性。而利用频谱分析等常规分析方法,记录响应的差别较难分析出来。为了进一步分析实际记录响应,从局部精细对比差异,针对两者输出信号类型的不同,将记录转换到加速度域中,利用自适应核时频分析方法对其进行时间频率域分析,以及主频段重构记录,提高差异分析精度。分析结果验证两种检波器记录响应应当转换至同一个域中对比,数字检波器响应频带宽,动态范围大,相位随频率的响应变化小,对于小于15Hz的低频信号与高频弱信号的响应能力强。     

可刚性固定的同振圆柱型矢量水听器的设计

针对同振型矢量水听器使用弹簧悬挂不便的问题,提出一种采用圆环型橡胶弹簧作为悬置元件的新型可刚性固定式同振圆柱型矢量水听器的设计方案。该水听器可直接固定在水下平台用于测量水下声波质点加速度信号。推导了内置加速度计的该型水听器的声压灵敏度表达式。通过理论计算出橡胶弹簧的剪切刚度,并应用有限元软件ANSYS对剪切刚度进行了仿真分析并制作了水听器样机。在0.5~2.5 k Hz的频率范围内,对矢量水听器的声压灵敏度和指向性进行了测量。1 k Hz时,声压灵敏度为-188 d B。测量频带内,指向性凹点深度均大于20 d B。实验结果表明,此种结构的矢量水听器可以实现刚性固定的目的。     

光纤光栅地震波检波器

介绍了石油勘探技术中地震勘探的基本原理和当前使用的地震检波器的主要缺陷，设计了一个光纤光栅地震波检波器及探测系统，成功进行了野外实验，与电磁式速度型检波器作了性能对比.发现光纤光栅检波器与油田使用的地震记录仪是兼容的，并在灵敏度和抗干扰能力方面优于传统的速度型检波器.     

天然源面波勘探技术在工程中的应用研究

介绍了天然源面波勘探发展的历史,技术特点以及几种数据处理方法,讨论了2.5Hz检波器在天然源面波勘探中各个阵型（采用三角型、L型两种）以及不同排列边长（三角型不同边长、L型不同边长）与勘探深度之间关系,并通过分析各种阵型在同等条件下所采集的信号,对比各个信号的分析结果,得出在天然源面波勘探中使用2.5Hz检波器的最佳阵型。     

光纤光栅地震波检波器

介绍了石油勘探技术中地震勘探的基本原理和当前使用的地震检波器的主要缺陷，设计了一个光纤光栅地震波检波器及探测系统，成功进行了野外实验，与电磁式速度型检波器作了性能对比．发现光纤光栅检波器与油田使用的地震记录仪是兼容的，并在灵敏度和抗干扰能力方面优于传统的速度型检波器．     

水用检波器快速测试仪的设计与实现

为检测水用检波器在固定频率的灵敏度,以便快速准确地确定检波器的好坏,设计了水用检波器快速测试仪．测试仪主要由信号源模块、功率放大模块、数据采集模块和显示模块等部分组成,以ATmegal28为主控芯片,利用A／D转换芯片AD7663进行数据采集,将检波器的灵敏度实时地显示在液晶屏上,以便观察．测试结果表明,快速测试仪的最大偏差为0．5gV／Pa,测试结果与标称值的平均相对误差为0．93％．可见,快速测试仪的测试结果准确,且重复性较好．     

新型光纤Bragg光栅地震检波器的研究

针对石油地震勘探过程中检波器易受外界干扰，灵敏度低，测量范围小以及检波器材料的缺陷导致勘察质量不高的局限性等诸多缺点，利用光纤Bragg光栅传感的优点，研究并提出了一种新的光纤Bragg光栅检波器，通过模拟实验，结果表明，用光纤Bragg光栅做成的检波器不仅频带宽，稳定性好，而且灵敏度高，是一种理想的地震勘探仪器。     

一种对温度不敏感的光纤布拉格光栅加速度计

提出了一种新型的基于光纤布拉格光栅(FBG)反射带宽和反射光功率测量的加速度计,其是将单根FBG斜向粘贴在矩形简支梁侧面构成的,通过在简支梁中间粘贴重物感应竖直方向的加速度,通过梁的弯曲改变FBG反射带宽和反射光功率。实验结果表明:FBG的反射带宽具有很好的线性响应,其测量范围可达到8g,因带宽展宽造成FBG的反射率降低,因此反射光功率的线性响应范围只有4g;带宽和功率灵敏度分别为0.4nm/g和4.57μW/g;由于温度仅改变FBG的布拉格波长,而对其反射带宽和光功率几乎没有影响,所以加速度计对温度变化不敏感。     

基于光纤光栅的加速度传感系统研究

提出了一种基于匹配光栅解调技术的加速度检测系统,有效地消除了光源功率变化对信号的影响。在传感器的设计上将传感光栅和参考光栅置于同一环境下,消除了温度对系统的影响,通过试验得到了传感器的频率特性和加速度响应,在实际工程应用中检测到了井下微震信号。     

光纤Bragg光栅测量汽轮机叶片频率的试验研究

利用光纤Bragg光栅（FBG）来测量汽轮机叶片的模态频率．在无约束条件下,FBG测得叶片4阶模态频率分别为1005．00、2048．00、2297．25和2786．00Hz．当叶片受约束时,FBG测得叶片3阶模态频率分别为921．50、1482．00和2454．75Hz．为分析FBG测量结果的可靠性,采用加速度传感器（AT）进行对比测量,在无约束条件下其结果分别为1005．00、2048．00、2297．00和2786．00Hz;在有约束条件下,其结果分别为917．00、1480．75和2454．25Hz．结果表明,FBG和AT对叶片模态频率的测量结果十分吻合．通过研究FBG的解调和波分复用方式,实现两个FBG对叶片进行同时测量．因此FBG可组成传感网络,进行多点测量,用于汽轮机叶栅频率的测量．通过实现进入FBG和出射的光路非接触耦合方式,FBG可用于旋转部件的测量和叶片的动频测量．     

埋入光纤布拉格光栅传感器的智能碳纤维复合塑料

根据弹性力学和边界条件,得出了光纤布拉格光栅(FBG)传感器应变测量值与基体材料实际应变的关系方程。通过裸光栅直埋基体材料界面传递的特征系数,可表征和计算FBG检测应变与测点实际应变的误差及修正系数。并对固化于CFRP的FBG变传感特性进行了实验研究。结果表明:FBGBragg波长对应变表现出很好的线性和重复性。用电阻应变仪对FBG传感器应变传感特性进行实验对比标定,得出了表征FBG性能的应变传感灵敏系数。FBG传感器具有优异的应变传感特性,为先进智能复合材料的研发与应用提供了依据。     

Longitudinal speed control algorithm to improve the vehicle stability and mobility on a sharp curve

A new longitudinal speed control strategy is proposed. It used the lateral jerk information as the feedback to predict the longitudinal acceleration and deceleration, which is especially beneficial to a sharp curve turning at a high driving speed. The performance of the controller is validated with Matlab/Simulink. The simulation results indicate that compared with the traditional vehicle, the G-vector controller can reduce the turning radius and improve the vehicle stability and agility obviously. And the proposed longitudinal speed control strategy could trade-off the longitudinal and lateral acceleration by using the tire force during the turning.     

光纤布拉格光栅渗压传感技术研究

基于光纤光栅传感技术，提出了一种新型的光纤光栅渗压传感器设计方法，有效地解决了传感器研制过程中的关键工艺技术，建立了系列光纤光栅渗压传感器的设计模型，将研制的该种传感器应用于工程实际，取得了良好的应用效果。研究表明，光纤光栅压力传感器具备良好的重复性、线性度和灵敏度，可以满足实际应用的要求，具有广阔的应用前景。     

检波器尾座结构对地震采集信号的影响

在检波器尾锥与检波器主体连接处紧密连接一个刚度大、质量轻的“尾罩”,该尾罩与尾锥共同构成检波器尾座。该结构使检波器在整体质量没有明显增大的情况下,其与安装表面的结合刚度增大,从而使得响应信号的能量增强、频带加宽,尤其是高频成分得到增强。幅频响应理论分析和实际测试结果一致,验证了该发明的正确性。带尾座检波器适合在松软地表或沙漠地域地震勘探中使用和推广。     

光纤光栅传感技术在锚索监测中的应用研究

锚索应力、应变状态的长期监测,一直是国内外岩土工程界关注的焦点.传统的监测手段(如电阻应变片测量技术)暴露出灵敏度低、长期稳定性差、寿命短等缺点.针对这一现状,提出了将光纤光栅传感技术应用于锚索应力、应变监测的新方案.结合锚索预应力监测系统,介绍光纤光栅传感原理,并进行光纤光栅和电阻应变片的对比实验,根据实验结果,分析这一方案的可行性和优点.