光纤位移传感器综述

基于普通位移传感器与光纤位移传感器两者的性能特征,概述光纤传感技术在位移传感方面上的优势。将光纤位移传感器分为两大类：本征型和非本征型,并详细介绍各类光纤位移传感器的原理、结构以及特点。根据其原理进一步探讨光纤位移传感技术的发展与应用。     

光桥平衡补偿型光纤双向应变位移传感器

在光桥平衡补偿型光纤双向应变位移传感器中,光源发出的光被3dB耦合器分束到拉敏光纤和参考光纤或压敏光纤和参考光纤中,而这些调制光和参考光由两光探测器分别进行测量。通过自相关损耗,可有效消除光纤应变位移传感器中光源功率波动、光纤传输损耗的变化以及光探测器灵敏度的漂移所引起的误差。微位移架上的位移实验表明:误差为0.01mm。     

宏弯型光纤位移传感器的分析与设计

提出了一种宏弯型光纤位移传感器的优化设计方法,通过分析聚合物光纤的宏弯光损耗特性,结合光纤宏弯物理结构的建模仿真。设计出了线性度好、量程大、结构简单的宏弯型光纤位移传感器。并得到了实验验证、仿真和实验结果表明,该光纤传感器的理论线性度最高可达 0.99997。实验测试线性度可达0.99922,测量量程可达 27mm,可以满足实际应用需。     

双光路光纤位移传感器的研究

提出了一种可消除温度对光纤位移传感器影响的双光路传感器结构,用径向基函数(RBF)神经网络对传感器输出进行了处理,并用实测数据对其进行了验证.结果表明:采用双光路结构,并结合RBF神经网络使传感器的热灵敏度漂移降低了近1个数量级.     

基于位移传感的光纤温度传感器

提出了一种新颖的基于双金属片位移传感的光纤温度测量方法 ,设计了结构简单的传感器 ,介绍了测量仪的工作原理 ,建立了温度测量的数学模型。采用差动输出方式 ,补偿了光源功率波动的影响。通过实验 ,给出了传感器输出信号与温度变化的关系曲线 ,实验结果表明了该测量方法的可行性。     

拾光型光纤位移传感器及其应用

介绍光纤探头部分的原理及研制，将光纤技术和信号处理电路融为一体，完成一种位移传感器，可给出位移的变化幅度。提出通过一定的弹性系统和机械结构，实现对压力或拉力的电子测量。系统响应时间１０－６ｓ。     

非接触式微位移光纤传感器

本文描述了用于装配电子枪时控制阴极与第一栅极间距的光纤传感器的结构及其测量系统.传感器的测量范围为10～160μm,精度可达3.8%.讨论了影响传感器特性的若干因素,如制作工艺、表面粗糙度、倾斜度、环境温度和LED的光谱特性.     

光纤光栅位移传感器在边坡监测中的应用研究

针对传统的边坡监测不能依据边坡工程实际实时动态地掌握边坡发展、变形、破坏过程的问题,提出将光纤光栅位移传感器布设在露天矿工程潜在滑动面上对位移数据进行精确采集并预警的方法。该方法根据得到的位移数据掌握边坡变形破坏过程,然后依据边坡发展变化规律判别滑坡的临滑时刻,从而作出及时准确的预警。试验结果表明,将光纤光栅位移传感器应用在边坡监测中能够得到动态的位移监测曲线,同时依此作出的预警十分准确有效。     

光纤光栅位移传感器在边坡监测中的应用研究

针对传统的边坡监测不能依据边坡工程实际实时动态地掌握边坡发展、变形、破坏过程的问题,提出将光纤光栅位移传感器布设在露天矿工程潜在滑动面上对位移数据进行精确采集并预警的方法。该方法根据得到的位移数据掌握边坡变形破坏过程,然后依据边坡发展变化规律判别滑坡的临滑时刻,从而作出及时准确的预警。试验结果表明,将光纤光栅位移传感器应用在边坡监测中能够得到动态的位移监测曲线,同时依此作出的预警十分准确有效。     

光纤位移传感器在微位移测量中的应用研究

设计了一种测量微位移的光纤位移传感器 ,得到了传感器的位移 -相位变化关系 ,通过相位检出 ,获得了微位移量。分析表明 ,光纤位移传感器能够满足微位移测量的要求     

热辐射型光纤高温传感器及其性能研究

介绍了一种光纤高温传感器及其测温原理和测量方法,研究了传感器的设计结构、稳定性、一致性和互换性等。系统根据黑体热辐射原理,采用双波长比色测温法和光纤传感技术来实现准确测温。结果表明:"接触—非接触"式的测温结构避免了光纤直接接触高温源,传输光功率衰减对传感器测量精度的无影响,传感器具有很好的一致性,完全可以互换使用,也可实现高温高压设备中的温度测量。     

土木工程监测用光纤F-P位移测量技术

介绍了基于F -P原理的光纤位移计的基本原理 ,对一简支梁在三分点加载的中部挠度进行了测量 ,测得的结果与普通百分表的测量值相比较 ,两者吻合很好。光纤位移计固定在实验装置上保持不变 ,三个月后 ,再对梁的挠度进行测量 ,所得结果与百分表测量值吻合仍很好 ,表明基于F -P原理的光纤位移计具有很好的精度与稳定性 ,满足土木工程健康监测的要求 ,具有较好的应用前景。     

土木工程健康监测用F-P光纤应变测量技术

介绍了基于白光干涉的光纤F -P应变传感器原理 ,对其用于土木工程健康监测的安装工艺、温度补偿技术进行了研究 ,提出了工程应用中尚存的问题。     

光纤角位移传感器的设计与应用

利用分叉光纤束和特殊设计的金属温度自补偿旋转杆件作为传感器的核心元件。当受力产生扭转矩 ,驱使杆件敏感变形 ,反射镜系统端面与光纤端面之间产生扭转角位移 ,光通量变化。经后续信号电路系统的技术处理 ,即可获得角位移的线性输出、显示。     

基于分布式光纤的钢筋混凝土锈胀开裂监测试验研究

氯盐引起的钢筋混凝土锈胀开裂是影响结构耐久性的主要病害之一,对锈胀开裂进行全过程监测是评估结构的剩余使用寿命和做出维修决策的关键。分布式光纤传感技术是一种新型光电监测技术,可实现腐蚀环境下的应变、温度的长距离分布式检测,适用于钢筋混凝土锈胀开裂监测。本文基于钢筋混凝土锈胀开裂的力学原理,设计了钢筋混凝土锈胀开裂全过程的分布式光纤传感监测技术,通过内压加载模拟试验标定了光纤应变和混凝土膨胀、裂缝之间的对应关系,最后采用通电加速试验验证了本文提出方法的有效性。结果表明,分布式光纤传感技术能实时跟踪监测锈胀开裂全过程,监测数据可用于判断初始开裂发生的时间点,由标定试验获取的应变/裂缝系数可实现锈胀裂缝的宽度估算,为工程结构养护管理提供决策依据。     

基于分布式光纤温度传感器测量系统

分布式光纤测温传感器是一种用于实时测量空间温度分布的新兴技术，从其理论依据入手，全面介绍了该系统硬件的实现过程，并讨论了实验结果及系统准确度。系统应用于航材仓库的温度监测，取得良好效果。     

基于光强余弦分布的同轴型光纤位移传感器设计

在分析了发射光纤出射端光强分布的几种模型基础上,提出了光强余弦分布的假设,并据此建立了单光纤对数学模型,设计出用于叶轮泵转轴径向跳动测量的同轴型光纤束位移传感器,建立了光纤束传感器调制函数的数学模型,仿真分析了传感器的输出特性。对测试系统稳定性进行了动态测试,结果表明:在转轴转速保持5 000 r/m in时,5m in内其稳定性优于±10μm,满足设计要求。可见发射光纤出射端光强余弦分布假设与实际相符,对光强调制型光纤传感器的设计具有指导意义。     

一种新型的光纤电流互感器

本文提出了一种新型的光纤电流互感器结构,从理论和实验结果上证明了该互感器能有效地抑制了温度等环境变化所产生的干扰。与晶体构建的光纤电流互感器相比,这种电流互感器动态范围大、灵敏度高、插入损耗小、信噪比高。