中国博士后科学基金(20090461116)
- 作品数：17 被引量：93H指数：5
- 相关作者：曾捷梁大开刘宏月王文娟冯李航更多>>
- 相关机构：南京航空航天大学北京长城计量测试技术研究所广西大学更多>>
- 发文基金：中国博士后科学基金国家自然科学基金中国航空科学基金更多>>
- 相关领域：电子电信自动化与计算机技术理学金属学及工艺更多>>
- 基于弓形梁增敏结构的FBG振动传感器研究被引量：22
- 2012年
- 利用光纤光栅(FBG)随弓形梁弯曲变形的敏感特性,通过设计特制的增敏结构,研制了一种基于弯曲特性的FBG振动传感器。根据ANSYS数值分析和实验结果表明,在加速度0～5 g、工作频率0～40 Hz范围内,传感器加速度特性曲线呈现良好对应关系,灵敏度可达458.1 pm/g,精度约0.002 g。该传感器系统采用双光栅形式实现了温度补偿,且在所测加速度范围内显示出较好的灵敏度和重复性,频响误差小,能够满足航空结构振动监测与控制需求。
- 叶婷梁大开曾捷张少华孙玮
- 关键词：高灵敏度温度补偿数值仿真
- 基于级联长周期光纤光栅的光纤布拉格光栅解调系统被引量：4
- 2011年
- 提出了一种基于级联长周期光纤光栅的光纤布拉格光栅解调系统。级联长周期光纤光栅作为边沿滤波器,利用它的一个线性区监测单个光纤布拉格光栅传感信号。该系统具有结构简单、价格低等优点,但易受光源抖动及系统其他不稳定因素等带来的系统噪声的影响。为消除系统噪声带来的不利影响,对该系统进行了改进。改进系统利用级联长周期光纤光栅的两个线性区同时监测两个光纤布拉格光栅传感信号。分别用原系统及其改进系统对温度进行监测,实验的温度测量范围为-70～-115°C。原系统的灵敏度为0.49 mV/°C,温度分辨率为0.5°C;改进系统的灵敏度为0.86 mV/°C,温度分辨率为0.3°C。实验结果表明改进系统能有效消除系统噪声,提高系统的精度。
- 邹红波梁大开曾捷李堃周怡妃
- 关键词：级联长周期光纤光栅光纤布拉格光栅解调
- 共振相位调制型光纤SPR传感器理论分析与数值模拟被引量：2
- 2009年
- 提出了一种基于表面等离子体波共振(Surface plasmon resonance,SPR)相位调制的新型光纤传感模型。根据光波导理论和多层反射理论,构建了涉及多个共振激励参量的理论分析模型,并研究了共振相位调制型SPR效应激励机理和特性。模拟结果表明,入射光波长、纤芯折射率和金属膜介电常数实部绝对值增大,均会导致相位跃变所对应的液体折射率检测范围向高折射率方向发生偏移;而入射光角度和金属膜虚部逐渐增大,将会引起所对应的相位调制灵敏度逐渐退化。因此通过选择共振激励参量,可以实现对折射率检测范围和灵敏度的有效调节。
- 曾捷梁大开万艳曾建民
- 关键词：光纤结构数值模拟
- 动静态载荷下光纤光栅传感器敏感特性研究被引量：5
- 2015年
- 针对航空航天领域板结构动静态载荷监测需求,研究了基于铝合金板结构的光纤光栅(Fiber Bragg grating,FBG)传感器感知特性。从静载监测角度,得到光纤光栅传感器中心波长偏移量与加载距离、载荷大小和加载角度的对应关系。从动载监测角度,分别得到在不同加载距离和不同加载夹角的载荷作用下,光栅中心波长最大峰值幅度和基于小波包分解的能量谱特征随冲击载荷属性变化的响应特性。研究表明在动静态载荷作用下,光纤光栅传感器中心波长偏移量随加载载荷的增大而呈现良好的单调递增关系。此外,光纤光栅传感器还具有较好的载荷-方向敏感特性,传感器响应灵敏度随着加载夹角增大而逐渐提高。这些特性能够为进一步开展基于光纤光栅传感器的板结构动静态载荷辨识与损伤监测提供有益帮助。
- 曾捷王文娟王博王鑫伟张先辉宋昊
- 关键词：光纤光栅传感器敏感特性板结构
- 加筋复合材料板分布式光纤冲击判位被引量：1
- 2015年
- 针对加筋复合材料板结构冲击损伤监测需求,提出一种基于分布式光纤光栅传感网络的冲击载荷快速判位方法。通过优化分布式光纤冲击监测网络布局,采用小波包分解方法得到冲击响应信号特征,构建了基于特定阶数能量谱幅值比的样本响应矩阵。借助BP神经网络实现对加筋类航空板结构的快速冲击判位。
- 宋昊曾捷王文娟薛景锋曹亮梁大开
- 关键词：光纤光栅传感器小波包分解神经网络
- 基于光纤SPR光谱分析的水质矿化度检测研究被引量：4
- 2012年
- 从溶液离子影响表面等离子体共振(SPR)光谱特征的角度,分析讨论了光纤SPR光谱对水溶液离子成分检测的灵敏特征,基于此并应用于以矿化度为代表的水质检测中。研究通过对不同离子状态的电解质溶液(NaCl,KCl,CaCl2,MgCl2,Na2CO3,MgSO4和ZnSO4)和非电解质溶液(蔗糖、丙三醇、葡萄糖)下的光纤SPR光谱分析,得到水环境的杂质离子含量对SPR光谱的影响规律,进而实现了水质矿化度的检测。研究同时给出了光纤SPR光谱法与电导率分析法在八种不同水样的检测对比分析,光纤SPR光谱法拥有高灵敏度、快速响应、抗电磁干扰等优点,对光纤SPR技术在水质检测领域的应用打下良好的基础。
- 冯李航曾捷梁大开刘宏月
- 关键词：光纤传感器光谱分析
- 基于长周期光纤光栅谐振光谱调制的氨氮降解监测研究被引量：3
- 2010年
- 从长周期光纤光栅(LPFG)谐振透射光谱随外界环境折射率变化敏感特性的角度,详细研究了LPFG氨氮降解监测传感器的工作原理,分析了LPFG谐振峰波长与氨氮溶液浓度之间的对应关系。采用LPFG透射光谱检测技术,获得7种不同浓度氨氮溶液所对应的LPFG透射光谱曲线族,其谐振峰波长随溶液浓度的增大而逐渐向长波方向偏移,波长变化量从2.707 nm减至0.068 nm,且变化量与溶液浓度值呈良好的对应关系,其响应度为52.78 pm.mg-1.L。通过监测LPFG光谱变化获取氨氮溶液的浓度,进而判断氨氮溶液的降解过程及程度。该方法对溶液直接进行监测,简单易行,测量及传导光路实现全光纤化,无需化学试剂标记,可实现对氨氮溶液降解过程的在线、精确及远距离遥测。
- 刘宏月梁大开曾捷曹志斌曾建民
- 关键词：折射率氨氮降解光谱分析
- 基于环形Mach-Zehnder原理的分布式光缆检测系统研究被引量：2
- 2013年
- 为了实现海底光缆故障的检测与定位,采用环形M-Z(Mach-Zehnder)干涉结构建立分布式光缆检测系统,利用两路干涉输出的时间差实现定位功能。阐述了该分布式光缆检测系统的组成及工作原理。使用Optisystem软件进行仿真分析,验证系统可行性。利用互相关时延估计法直接在时域上对信号进行处理获得定位结果。理论分析和测试结果表明,该系统能够快速、有效地实现扰动事件的检测与定位,平均定位误差最大为16.5m。
- 金晶梁大开曾捷刘宏月周丽冯李航
- 关键词：光纤光学分布式光纤传感技术MACH-ZEHNDER干涉仪时延估计
- 基于长周期光纤光栅折射率敏感特性的混凝土结构钢筋锈蚀监测被引量：13
- 2011年
- 研究了长周期光纤光栅(LPFG)谐振透射光谱对外界环境折射率变化的敏感特性,在此基础上提出了将混凝土内部钢筋周围环境折射率与LPFG光谱特性相结合的理论,设计了一种基于折射率测量的LPFG钢筋锈蚀监测传感器。采用LPFG透射光谱检测技术,获取钢筋锈蚀过程中混凝土内部不同折射率环境所对应的LPFG透射光谱曲线族,进而得到LPFG谐振峰波长与混凝土内部钢筋锈蚀程度之间的对应关系,其谐振峰波长随钢筋锈蚀量的增加而先向短波后向长波方向偏移。该方法对混凝土内部钢筋锈蚀状态进行直接监测,测量及传导光路实现全光纤化,无需化学试剂标记,可实现对钢筋锈蚀过程的在线、精确及远距离遥测。
- 刘宏月梁大开曾捷金晶吴瑾耿犟
- 关键词：光纤光学长周期光纤光栅钢筋锈蚀折射率光谱分析混凝土
- 基于PI湿敏薄膜的分布式光纤Bragg光栅湿度传感器被引量：7
- 2011年
- 研究了基于聚酰亚胺(PI)湿敏薄膜的分布式光纤Bragg光栅(FBG)湿度传感器。传感器利用PI薄膜湿膨胀效应,将湿应变作用于Bragg栅区,从而改变光纤FBG湿度传感器中心波长的原理,实现了对26～98%RH范围内环境相对湿度的监测。通过改进PI湿敏薄膜的制备及涂覆工艺,有效提高了FBG湿度传感器性能,并采取了相应温度补偿措施。在此基础上,针对空间多点湿度监测的实际需求,提出并研究了分布式FBG湿度传感系统。实验结果表明,所研制的FBG湿度传感器灵敏度为15pm/%RH,线性误差在2.75%以内,且具有良好的重复性和稳定性。
- 周怡妃梁大开曾捷刘宏月孙晓明
- 关键词：湿度传感器分布式监测
