光纤缠绕式应变传感器

研究了一种可用于机敏复合材料与结构状态监测的本征型强度调制光纤应变传感器,它由两根以上多模光纤相互缠绕绞合形成。分析了该传感器的应变传感原理,得到其既能测量拉应变、又能测量压应变的结论。传感器对应变的响应具有良好的线性和重复性,灵敏度高,无迟滞现象。对植入碳纤维/环氧复合材料内的光纤缠绕型应变传感器的实验结果与理论分析一致,表明该传感器是适合于机敏复合材料与结构状态监测的较为理想的光纤传感器。     

混凝土结构的光纤光栅智能监测技术

根据混凝土结构的内部应变监测需要，提出了光纤光栅管式封装应变传感器，并对其传感特性进行了研究；探讨了光纤布拉格光栅传感元件在混凝土结构中的布设工艺，并用光纤光栅监测了水泥净浆的固化过程；用管式封装光纤光栅与裸光栅对钢筋温凝土梁进行了应变监测；最后将光纤光栅传感器成功地应用于黑大公路大桥。     

FBG智能传感器及其在土木工程中的应用研究

光纤光栅传感器已经越来越得到土木工程界的认可,并应用到了实际工程.针对大型土木工程结构长期健康监测的变形监测需要,在光纤光栅传输理论的基础上,分析了光纤光栅应变与温度传感特性以及光纤光栅应变传感的温度补偿原理和方法;研制开发出满足工程应用的光纤光栅封装传感器、FRP-OFBG复合智能筋、光纤光栅智能拉索;此外,考虑传感器开发和工程应用的需要,研究了光纤光栅应变传感的界面传递机理和误差修正.最后,建立了光纤光栅智能监测系统,并成功地将光纤光栅传感器应用到实际桥梁结构的施工与运营监测.     

工程结构光纤应变传感器

研究了一种用于土木工程结构监测的本征型强度调制光纤传感器，其敏感部分是利用光刻技术在多模光纤上形成的齿槽周期结构。详细分析了该传感器原理，首次得到这种传感器既能测量拉就变，也能测量压应变的统一表示公式。传感器对应变的响应具有 线性变和重复性，而且应变灵敏度完全由敏感元结构参数决定。     

滑坡崩塌岩体推力监测用分布式OTDR技术

提出了一种用圆形弹膜片和微弯调制机构进行应力传感,用光时域反射探测(OTDR)技术进行测量的分布式光纤应力传感方法。全面阐述了单模光纤微弯应力传感原理及应力传感器的动态范围与分布个数的关系。提出了一种不需要双光路信号就减小了光源波动及环境因素对测量的影响的解调应力方法。建立起了对岩体推力进行监测的试验系统,野外试验表明该传感器具有高灵敏度、高空间分辨率、工程实用性好的特点。     

用于编织结构的光纤传感器的研究

介绍了用于编织复合材料和结构的光纤传感器,分析了它们的特点,将光纤传感器粘贴或编入编织复合材料,检测复合材料的结构的应变,对有关实验结果进行了分析,并介绍了光纤传感在编织复合材料结构健康监控和成型工艺监测中的应用。     

FBG传感器在复合材料结构健康监测上的应用

把传感器集成到结构中,实现在线实时评估或警告结构损伤情况,是未来航空航天工业发展的必然选择.近些年来,光纤传感系统受到了越来越多的关注,尤其是在先进复合材料结构健康监测方面.光纤传感器中应用最多的是光纤光栅( FBG)传感器,它不仅可以在线测量结构的应变,进而间接测量结构的健康状况,还可以直接检测和评估复合材料结构的损伤情况,如横向裂纹,脱层损伤等,从而实现对结构的健康监测.     

一种简易测试光纤光栅应变测量系统的方法

针对光纤光栅应变测量系统应用测试问题,基于悬臂等强度梁应变实验,对比理论计算、光纤光栅应变传感器及电阻应变片的三种应变测量方法,得出光纤光栅应变测量系统具有较好的可靠性和准确性。以国外可靠光纤光栅应变测量系统为参照,提出了简易测量光纤光栅应变传感器和光纤光栅传感分析仪性能的方法。针对准分布式监测问题,主要分析了光分路器对光纤光栅传感应变测量的影响。上述分析为光纤光栅应变测量系统在工程中的应用提供充分依据。     

光纤在土木工程中的应用

本文介绍了光纤传感器在土木工程应力场、应变场或速度场、温度场测试中的应用情况。介绍了分布式光纤压力传感器，变形测量传感器，光弹式压力传感器和光纤阵列传感方式及其在土木工程的应力、应变及速度测试当中的应用。以及在结构主动抗震的人工神经网络系统中的应用。及其发现前景的展望。     

分布式光纤传感温度测试系统性能标定方法

正一、引言分布式光纤温度传感系统是一种用于实时测量空间温度场分布的传感系统,实质上是分布光纤拉曼(Raman)光子传感器(DOFRPS)系统,它是近年来发展起来的一种用于实时测量空间温度场的光纤传感系统。本文拟在简要阐述分布式光纤监测技术和分布式光纤温度监测技术及其校准原理的基础上,对分布式光纤传感温度测试系统性能标定方法进行介绍,为该系统在工程结构监测中的应用提供借鉴。     

基于Brillouin散射的分布式光纤拉伸应变传感器的理论分析

分布式光纤拉伸应变传感器具有非常重要的应用前景。本文中着重从理论上分析讨论了光纤拉伸应变与由此引起的Ｂｒｉｌｌｏｕｉｎ散射光相对于入射光频移量的变化关系。计算结果表明：其理论和实验数据基本吻合。     

Quasi-distributed fiber-optic strain sensor: principle and experiment

Sensors capable of making distributed measurements allow for monitoring of the entire structure. Optical fiber sensors are especially attractive for this purpose, since they are geometrically versatile and can be readily integrated within various types of structure and material. Development and characteristics of a quasi-distributed intrinsic fiber-optic strain sensor based on white-light interferometry are described. The research presented here describes the development of a new optical fiber sensor system for measurement of structural strains based on double white-light interferometry. Individual segments of single-mode optical fibers forming a common-path interferometer are linked in series, and a scanning white-light interferometer provides for distributed sensing of strain signals from various locations in the structure. The system is configured for automatic compensation of drift due to environmental effects, i.e., temperature and vibration. Strain gauges were employed for comparison and verification of strain signals as measured by the new system. The experimental results demonstrate the linearity of the system and the capability for distributed sensing of strains.     

光纤传感器系统中激光光强波动的特性及其补偿技术

本文针对He-He激光器的光强波动问题提出了一种新方法。在该方法中,光源输出的变化并没有得到抑制或控制,但可以消除它对测量结果的影响。结合和使用分光技术与微机技术,并建立了一相应系统。该系统结构简单可靠,它用于微位移和粗糙度测量系统中,获得了满意的效果和较高的精度。     

用于FRP固化在线监测的光纤微弯压力传感器

无论在军事还是航空航天领域,光纤传感器都是一种极具应用前景的智能化监测手段。目前,将光纤传感器用于纤维增强树脂基复合材料固化过程的监测的研究是一个热点。但由于大多数光纤传感器监测固化过程成本较高,所以还没有被广泛的应用于实际生产当中。开发了一种新型的低成本、高灵敏度、易操作的光纤传感器用于纤维增强树脂基复合材料固化过程的在线监测。光纤传感器的设计基于光纤微弯损耗原理,其监测的直接目标参量为增强纤维所构成的网络所承担的压力变化,可以进而通过Gutowski的树脂流动/纤维变形理论间接得出对于固化过程中的几个关键参量。给出了这种压力传感器的设计制作方法,测定该种传感器在静态和动态下的压力-光损耗响应曲线,分析了该传感器对环境温度与折射率变化的响应。完成了利用微弯压力传感器进行纤维增强复合材料在热压釜中固化成型过程的在线监测实验,获得了良好的结果。     

新型光纤压力传感器

研究了一种新型的光纤压力传感器,并基于理论模型作了相应的优化设计,该传感器由光纤环和Ｃ形弹簧管复合而成、并配有完善的处理电路及微机测控系统,实用性强。     

智能复合材料中FBG智能夹层的研究

光纤自诊断系统是智能复合材料结构的重要组成部分，但将光纤埋入复合材料中还存在着诸多问题．解决这些问题最有潜力的技术途径是将光纤传感器集成在一起形成一个模块化的便于埋入复合材料中的光纤智能夹层。基于FBG传感器的优点，对FBG智能夹层进行了研究。研究结果表明，智能夹层的埋入对复合材料结构的强度性能影响较小，智能夹层中FBG传感器波长偏移与应变具有良好的线性关系，可以将智能夹层埋入复合材料结构内部，利用FBG传感器网络和先进信息处理技术，建立结构损伤主动、在线和实时监测系统。     

Pd77.5Cu6Si16.5剪切模量的光纤位移检测

提出用反射型光纤位移法对非晶体Ｐｄ７７．５Ｃｕ６Ｓｉ１６．５的剪切变模量的测试方法。讨论了测试原理,得到了测量非晶态微应变的一种新途径,分析了误差来源,对光纤测距条件进行了修正,提出了约束条件。     

石板坡长江大桥多通道光纤珐珀应变测量系统

应变是表征桥梁安全状态的重要指标。依据光纤珐珀应变传感器的特点以及石板坡长江大桥的实际情况,设计出多通道光纤珐珀应变测量系统。该测量系统成功地实现了光纤、光电测量技术、计算机技术和土木工程技术的交叉融合,实现了大型连续桥梁应变自动测量。运行结果表明,该测量系统具有一定的可行性和可靠性。     

基于碳纳米管的三维编织复合材料健康监测技术

分析了三维编织复合材料试件结构健康监测技术现状,结合三维编织复合材料编织工艺,提出了碳纳米管在三维编织复合材料试件健康监测方面的应用方法。结果说明碳纳米管应用于三维编织复合材料整体结构监测是可行的。碳纳米管传感器在三维编织复合材料试件结构健康监测中具有优异的应变传感特性,且嵌入的碳纳米管传感器对复合材料的力学性能影响不大。这为内置碳纳米管传感器应用于复合材料制件的健康检测提供了一种新的综合和分布式技术,为先进智能复合材料的研发与应用提供了依据。     

涂敷和护套对分布式光纤应变检测的影响研究

光纤的涂敷层和护套采用的材料不同于纤芯材料,其在起到保护光纤的同时,也会对光纤的传感性造成一定的影响。为能准确测量结构的应变,从细观力学的角度建立了铺设在结构中的具有二层保护介质的分布式光纤传感器的理论模型,分析了涂敷层、护套的剪切模量和半径对分布式光纤应变检测结果的影响,比较了不同铺设长度下光纤的传感规律,提出了降低保护介质对光纤应变传感影响的方法。