光纤声发射传感器的研究现状与展望

光纤声发射传感器是近年来出现的集光学、声学、电子学为一体的新型声发射传感器。介绍了光纤声发射传感器的原理、特点、研究现状和最新进展,以及各类传感器在不同领域的应用情况,提出了目前光纤声发射传感技术存在的问题、发展趋势与展望。     

光纤Bragg光栅电流传感器的温度补偿研究

在基于超磁致伸缩材料Tb0.30Dy0 70Fe1.95的光纤Bragg光栅(FBG)大电流传感器的基础上,通过对传感头进行设计,提出了一种温度补偿的方案,解决了FBG的温度-应变交叉敏感问题,提高了传感器的精度.实验结果表明:在0～90℃的温度变化范围内,该传感器的Bragg波长差与电流变化具有较好的线性度,不受温度...     

一种基于光栅传感器的新型旋转粘度计的研究

为了满足对液体粘度的精确测量,设计了一种新型旋转粘度计。该仪器使用光栅传感器对内筒旋转角度与外筒的转速进行测量,用C51开发应用软件来控制系统的自动运行,并完成数据采集和数据处理。实验结果表明:此仪器精度高,在测量牛顿与非牛顿流体时,其自动绘制的流变曲线与普通六速旋转粘度计测量手绘的流变曲线基本吻合,并可实现大范围控速,操作方便,稳定性好。     

基于电磁力的FBG电流传感器研究

利用通电螺线管与永磁铁之间的作用力,提出了一种测量电流的方法.光纤Bragg光栅(FBG)在永磁铁的牵引下发生轴向应变,引起Bragg中心波长的漂移,通过解调中心波长漂移量对电流进行测量.实验中采取多匝数螺线管和小电流来模拟大电流,对0-3A的直流电流进行了测量.实验结果表明:中心波长漂移量与电流有很好的线性关系,线性...     

基于光纤光栅的钢轨受力状态监测技术研究

钢轨状态监测对列车的安全运营具有重要意义.基于光纤光栅传感技术,采用钢轨三维梁模型对轴向应变、竖向和横向曲率进行测量.与传统一维测量模型相比,该方法可以同时测量钢轨竖、横向曲率和轴向力.通过实验室静态轴向加载试验对比了一维和三维模型,验证了三维模型的有效性与优势.     

变压器漏磁热损的光纤Bragg光栅检测与温升特性分析

变压器的漏磁场强度随着变压器容量的增大而增大,漏磁场强度越大在变压器各结构中引起的漏磁损耗越大,导致变压器运行效率低下,进而影响变压器的正常运行。对35 kV变压器进行试验,将漏磁产生最大处的温度与油箱产生顶端处的温度进行了对比,试验得出当开风机时该处与油箱顶端处的最高温度差为8.7℃、当负荷降至1倍功率时温差为2.9℃,它们的实时温度曲线图与变压器的运行一致,产生了局部温升的现象。通过光纤Bragg光栅（ FBG）检测温度的变化反映变压器漏磁的情况,从而实现了对变压器漏磁的实时在线监测。     

光纤Bragg光栅折射率调制特性研究

在光纤Bragg光栅(FBG)中两个正反向模式之间会发生耦合,要了解光纤光栅的物理特性,提高反射率的精度,就需要深入研究光纤光栅的耦合模理论.通过光纤Bragg光栅的耦合方程,研究在不同的折射率调制深度的情况之下光纤反射谱变化,并用Matlab做仿真实验,结果发现光栅长度取2,5,10 mm,弱光栅、中度光栅、强光栅在折射率变化0.000 1时的反射谱带宽最大值分别是2.015 0×10-11,5.276 7×10-11,9.2143 ×10-11.计算表明:在固定光栅长度情况下,每0.000 1折射率变化所导致的反射谱带宽变化值在任意反射带中都相对稳定,其中,弱光栅反射谱最小,中度光栅反射谱次之,强光栅反射谱最大.     

风冷变压器油温的动态影响分析

根据油流自下而上循环的特点,将三只光纤Bragg光栅(FBG)温度传感器A,B,C安装在油箱内固定支架的三个位置处,分别用来测量变压器的顶、中、底层油温.光栅中心波长随温度变化而变化,通过FBG中心波长的变化量可实现对油温变化的测量.实验得出变压器的顶、中、底层最高油温分别为73,66.5,52.2℃,打开风机后依次经14,5,3min后开始降温,对应的降温时间常数为4364,3236,1527 s,约25 min后温度稳定在64,52,45℃.分析表明:开风扇后顶、中、底层油温降低存在依次减小的延时,且降温速率依次增高.     

光纤Bragg光栅可变灵敏度液位传感器设计

为了实现对液位的多灵敏度状态下监测,设计了一种利用光纤Bragg光栅(FBG)的可变灵敏度液位传感探头.将薄膜片上的液体压力通过传压杆传送给悬臂梁,将FBG粘贴于悬臂梁上表面,利用灵敏度变换阀改变悬臂梁长度而改变传感器的灵敏度.对悬臂梁进行有限元仿真优化计算,得到悬臂梁的变形特性.悬臂梁长度分别调节为100,90,80 mm状态下,最大变形出现在悬臂梁尖端,分别为4.266,3.457,2.736 mm,裸光栅粘贴处,对应的灵敏度分别为2.0,1.5,1.0 mm/m,实现灵敏度变换.     

FBG应变传感器标定过程中的不确定度研究

为实现光纤Bragg光栅(FBG)应变传感器静态的性能测试和试验分析,设计了一种量程为700×10-6的FBG应变传感器标定装置对其进行校准实验.通过运用最小二乘法对解调仪中的中心波长和计算得出的应变量进行拟合,得到FBG应变传感器的静态标定系数,并分析标定装置的不确定度大小.结果表明:该FBG应变传感器标定装置合成不确定度是2.55×10-6,标定得出的FBG应变传感器的灵敏度1.37 ×10-3nm/10-6,线性度为99.72％,满足FBG应变传感器的标定要求,该传感器能够运用于工程实际中.