1 昆明理工大学 信息工程与自动化学院, 昆明 650500
2 昆明理工大学 云南电网公司研究生工作站, 昆明 650217
锚头的受力情况对整个锚杆的安全性有着重要影响。为了实时反映锚头的受力状态, 将2只光纤Bragg光栅沿45°粘贴在轮辐式结构锚头的两根对称辐条中点处表面上, 形成轮辐式测力传感结构, 辐条在压力作用下产生剪切变形, 引起辐条表面的光纤Bragg光栅中心波长移位。通过对光纤Bragg光栅中心波长移位的测量, 实现在锚头处锚杆轴向拉力的在线监测。锚头压力实验表明: 光栅1的测力灵敏度为108.8pm/kN, 线性度为0.042% FS; 光栅2的测力灵敏度为115pm/kN, 线性度为0.023% FS。
光纤Bragg光栅 锚头 轮辐 波长移位 实时监测 fiber Bragg grating anchor head spoke-and-wheel wavelength-shift on-line monitoring
南京邮电大学 光电工程学院, 江苏 南京210046
采用单纤双向系统是实现光纤通信系统扩容的有效解决方案。文章提出了采用波长移位技术降低单纤双向传输系统中的反向瑞利散射的方案, 并介绍了采用OptiSystem仿真软件搭建的基于QPSK(正交相移键控)调制方式的双向传输系统仿真模型。仿真结果表明: 在最优发射功率为3 dBm、传输距离为360 km的情况下, 双向传输系统比传统的单向传输系统Q值提高了1.5倍, 误码率降低到10-170,同时, 满足Q＞6的最大传输距离可达1 600 km。研究表明, 单纤双向系统在传输容量相同的情况下, 较之于传统单纤单向系统可以少用一根光纤, 其传输性能也有所提升。
正交相移键控 波长移位 双向传输 QPSK wavelength shifting bidirectional transmission
昆明理工大学 信息工程与自动化学院, 昆明 650500
沉降仪是测量路基、桥梁、隧道、边坡等结构物沉降的重要仪器。利用上、下容器相连通结构, 研制了一种水杯式光纤Bragg光栅沉降仪。当沉降发生时, 在压差的作用下, 膜片产生的挠度推动传压杆使等强度悬臂梁的自由端产生同样大小的挠度变化, 使粘贴于等强度悬臂梁表面的光纤Bragg光栅发生拉伸, 进而导致中心波长发生移位, 实验通过检测波长移位可获得沉降量。分析结果显示, 光纤Bragg光栅波长移位对沉降量呈现良好的线性关系, 沉降仪的灵敏度可达15.4pm/cm, 线性度为1.73%FS, 迟滞为0.984%FS, 重复性误差为3.61%FS。
光纤Bragg光栅 水杯式 差压 沉降量 波长移位 fiber Bragg grating water cup-like differential pressure settlement wavelength shift
昆明理工大学 信息工程与自动化学院, 昆明 650500
横担是电力系统塔架结构中承力较多的构件, 在线路覆冰、舞动等因素影响下横担主材受力过大, 容易造成损坏。在研制的电力系统塔架模型鸭嘴式横担主材的上下表面, 采用环氧树脂做为粘贴剂分别安装四根光纤Bragg光栅, 实时监测横担应变。实验通过调整荷载改变横担主材所受应力, 从而使得光纤Bragg光栅中心波长发生移位。荷载实验表明, 在鸭嘴式横担端部进行加载和卸载时, 位于4个测点的光纤Bragg光栅的实验灵敏度分别为: 6 pm/kg, 2 pm/kg, 3 pm/kg, 2 pm/kg; 线性度分别为2.6%FS, 6.1%FS, 2.7%FS, 4.5%FS。
光纤Bragg光栅 塔架模型 鸭嘴式横担 应变 荷载 波长移位 fiber Bragg grating tower model duckbill-type beam strain load wavelength shift
昆明理工大学 信息工程与自动化学院, 昆明 650500
密度可以解释熔融金属的性质和行为, 密度的变化特征反映了熔融金属内部原子距离和配位数等的基本变化。研制了一种测量熔融金属密度的浮子式光纤Bragg光栅传感器, 浸没在熔融金属中的浮子受浮力作用, 通过传递杆、等臂杠杆及连杆, 拉动等强度悬臂梁产生扰度变化, 根据检测粘贴在等强度悬臂梁表面的光纤Bragg光栅中心波长移位值, 测出浮力值, 进而检测熔融金属密度。该传感器的理论灵敏度为0.115 pm/(kg/m3), 4次实验得到熔融金属的平均密度为7.574×103 kg/m3, 略小于理论密度7.621×103kg/m3, 相对误差为0.62, 均方根误差为117.371kg/m3。
熔融金属 密度 浮子 光纤Bragg光栅 波长移位 molten metal density float fiber Bragg grating wavelength shift
昆明理工大学 信息工程与自动化学院, 昆明 650500
实时监测变压器绕组温度, 可解决变压器在运行过程中因绕组温度过高而造成的寿命减少、设备损坏等问题。使用绝缘纸做成的层压板对光纤测温触头进行封装, 将测温触头安装在变压器绕组上。当绕组温度发生改变时, 测温触头中的光纤Bragg光栅中心波长将产生移位。温度响应实验表明, 光纤Bragg光栅温度传感器的线性度为0.79% FS; 温度灵敏度为8.91 pm/℃, 重复性误差1.76%FS。绕组测温实验结果表明, 环境温度为15 ℃时, 在75V电压下, 90min后, 绕组温度稳定在24 ℃～25 ℃之间在; 100V电压下, 105 min后, 绕组温度稳定在32 ℃～33 ℃之间。
光纤Bragg光栅 变压器 绕组 温度 绝缘纸 波长移位 fiber Bragg gratings transformer winding temperature insulation paper wavelength-shift
1 上海理工大学 光电功能薄膜实验室， 上海 200093
2 临沂师范学院 信息学院， 山东 临沂 276005
对构成法布里珀罗腔(FP腔)的光纤布喇格光栅的传输特性进行了分析，推导了FP腔的光强透射率和反射率的解析表达式。将FP腔内一个光纤布拉格光栅的背面贴一压电陶瓷，通过给压电陶瓷施加扫描电压使透过FP腔的光的波长发生改变。光纤光栅受应力、应变及温度的影响时，其反射波长要发生相应变化，当探测器探测到最大光强时，根据给压电陶瓷施加的电压变化量就可确定布喇格光栅反射波长的移位量，测量精度可达到0.01nm。
光纤布拉格光栅 FP腔 光纤光栅传感器 光强透射率 波长移位量 fiber Bragg grating FP cavity fiber Bragg grating sensors rate of light transmission amount of wavelength shift
1 湖南商学院, 长沙 410205
2 国防科技大学光电工程学院, 长沙 410073
LabVIEW是一个高效的图形化程序设计环境，它在测量、测试及工业控制领域已有广泛的应用。介绍了一种基于LabVIEW的光纤光栅波长移位检测系统，依靠虚拟仪器工作平台(LabVIEW)，实现了PC机与可调谐激光器之间的通信及数据采集、分析和显示；从而快速、智能化地实现了光纤光栅波长移位检测。实验表明该系统的波长检测灵敏度为0.00965 nm/℃，波长分辨率为2pm，波长检测范围不受系统限制，一般可达30 nm以上。
光纤光栅 波长移位检测
1 重庆三峡学院电子工程系,万州 404000
2 北京邮电大学电子工程学院,北京 100876
光纤光栅波长位移的解调是实现传感系统的关键技术。分类阐述了基于干涉法的光纤光栅波长移位的解调方案,分析了各个方案的解调机理和特点。
光纤布拉格光栅 光纤光栅传感 波长移位 解调 激光与光电子学进展
2005, 42(10): 47
光纤光栅波长移位检测是光纤光栅传感器的核心技术之一,已提出的光纤光栅波长移位检测方法有被动解调法、匹配光栅法、非平衡Mach-Zehnder干涉仪法、可调谐窄带光源法和激光锁模法等详细介绍了光纤布拉格光栅(FBG)传感器的波长移位检测方法,分析了各种检测方法原理.重点讨论了非平衡M-Z干涉仪法和可调谐窄带光源法,并对以上各种方法的优、缺点进行了分析和讨论.
光纤布拉格光栅 波长移位检测 传感器 FBG wavelength-shift detction sensor
