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 基于光纤光栅传感器和卡尔曼滤波器的载荷识别算法

宋雪刚 刘鹏 程竹明 魏真 喻俊松 黄继伟 梁大开

[摘要]载荷识别在结构健康监测中的地位十分重要, 为了在结构健康监测的同时利用最优化算法对系统进行有效控制, 提出了一种基于光纤光栅(FBG)传感器和卡尔曼滤波器的载荷识别算法。该算法建立在卡尔曼滤波器的基础上, 以FBG...

 PDF全文光学学报 | 2018, 38(03):0328012

 基于偏斜度、陡峭度特征的光纤布拉格光栅冲击载荷定位

喻俊松 梁大开

[摘要]针对复合材料结构上低速冲击载荷位置识别问题, 通过构建分布式光纤布拉格光栅(FBG)传感网络, 分析了光纤布拉格光栅传感器感知的冲击响应信号时间序列的偏斜度、陡峭度与到传感器之间距离的关系。通过不同位置传感器感...

 PDF全文光学学报 | 2018, 38(03):0328019

 基于光纤Sagnac传感技术的结构冲击定位

程竹明 曾捷 常晨 宋雪刚 梁大开

[摘要]冲击定位可为结构冲击损伤提供准确的位置信息。基于光纤布拉格光栅(FBG)传感器存在解调频率低、需要训练样本等缺点,提出了一种利用光纤Sagnac传感技术实现结构冲击定位的方法。基于此方法的传感系统主要由宽带光源、...

 PDF全文光学学报 | 2018, 38(10):1006004

 双折射光纤环镜应变灵敏度优化研究

江 莺 张崇珍 梁大开 卢吉云

[摘要]灵敏度是衡量传感器的重要指标之一, 基于双折射光纤环镜(PM-FLM)应变传感器灵敏度理论模型, 通过数值模拟与实验的方法, 在不增加系统复杂性的前提下, 通过自身性能优化PM-FLM轴向应变灵敏度; 同时研究了双折射光纤(P...

 PDF全文光谱学与光谱分析 | 2017, 37(05):1576

 温度自补偿高灵敏度非本征光纤珐珀横向负载传感器

王 彦 刘加萍 刘吉虹 赵 凯 梁大开

[摘要]为了提高光纤EFPI传感器的灵敏度, 提出了一种新型EFPI传感结构, 并对其温度特性以及横向负载特性进行了研究。首先, 介绍了采用端面镀钯金膜的光纤EFPI传感器的结构及其制作方法; 接着, 建立了镀钯金膜光纤EFPI的温度...

 PDF全文光学 精密工程 | 2017, 25(06):1433

 基于关联维数的光纤布拉格光栅的冲击定位

熊稚莉 梁大开 李彤韡 史璐 贾鸿宇

[摘要]针对板结构低速冲击定位需求,通过构建分布式光纤布拉格光栅(FBG)传感网络,并以光纤光栅传感器感知的冲击响应信号时间序列的关联维数作为冲击特征量,研究了关联维数与冲击点和传感器之间距离的分布规律。基于此分...

 PDF全文中国激光 | 2016, 43(08):0804001

 基于光谱特征分析的光纤光栅腐蚀传感器研究

张 俊 曾 捷 王 博 王文娟 梁大开 刘晓颖

[摘要]针对航空航天领域铝合金结构服役过程腐蚀监测需求, 提出了一种基于铝质细管结构的预载荷型光纤光栅腐蚀传感器。 给出了铝合金结构腐蚀在役监测机理, 得到光纤光栅反射光谱特征与铝质细管厚度变化之间的理论关系模型,...

 PDF全文光谱学与光谱分析 | 2016, 36(03):853

 基于多主体协作技术的光纤Bragg光栅传感器网络自修复实现

张晓丽 张斌 梁大开 余本海 李冉 曾捷 范春凤

[摘要]针对光纤布拉格光栅(FBG)传感器监测飞机机翼盒段试验件上的静态载荷,对多主体协作技术实现结构健康监测中光纤Bragg 光栅传感器网络的自修复性进行研究。当某个主体的光纤Bragg 光栅传感器发生故障时,首先,传感主体...

 PDF全文激光与光电子学进展 | 2014, 51(06):060605

 基于光开关和图论的多主体协作光纤传感网络自修复方法研究

曾田 梁大开 曾捷 张晓丽 孟静

[摘要]针对多主体协作健康监测系统中光纤传感网络链路故障,提出了一种基于光开关和图论的光纤传感网络自修复方法。研究采用图论相关理论表述含光开关光纤传感器网络链路的连通情况,据此研究了光纤传感网络出现链路故障时...

 PDF全文光学学报 | 2014, 34(12):1206002

 基于双长周期光纤光栅边缘滤波的光纤布拉格光栅解调系统

朱珠 梁大开 孙红兵

[摘要]从长周期光纤光栅(LPFG)透射光谱和光纤布拉格光栅(FBG)解调原理角度,详细研究了LPFG透射光谱的边缘滤波特性,提出了一种基于双长周期光纤光栅边缘滤波的FBG解调方案,使其在具有对被测参量变化高度灵敏性特点的同时...

 PDF全文中国激光 | 2013, 40(03):0305001

 基于长周期光纤光栅横向负载特性的混凝土结构钢筋锈蚀监测

刘宏月 梁大开 韩晓林

[摘要]在研究长周期光纤光栅(LPFG)谐振透射光谱对横向负载变化的敏感特性的基础上,提出了将锈蚀过程中钢筋体积膨胀状态与LPFG光谱特性相结合的传感理论,设计了一种基于LPFG横向负载测量的钢筋锈蚀监测传感器。利用LPFG...

 PDF全文光学学报 | 2013, 33(04):0406003

 基于环形Mach-Zehnder原理的分布式光缆检测系统研究

金晶 梁大开 曾捷 刘宏月 周丽 冯李航

[摘要]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...

 PDF全文光电子技术 | 2013, 33(03):160-163

 基于监测波峰绝对积分的双折射光子晶体光纤环镜轴向应变传感器研究

江莺 曾捷 梁大开 汪学良 倪晓宇 章晓燕 李继峰 罗文勇

[摘要]理论推导了双折射光纤环镜波长变化与轴向应变的公式, 研究表明: 双折射光子晶体光纤环镜轴向应变灵敏度比传统双折射光纤环镜大为减小。 通过监测双折射光子晶体光纤环镜波长的变化, 来实现轴向应变的测量就变得较为困...

 PDF全文光谱学与光谱分析 | 2013, 33(12):3273-3277

 双折射率对双折射光纤环境轴向应变灵敏度的影响

江莺 曾捷 梁大开 倪晓宇 周雅斌

[摘要]为了研究双折射率对双折射光纤环境轴向应变灵敏度的影响,选取双折射应变系数相同,双折射率不同的双折射光纤,通过数值模拟得到轴向应变灵敏度随双折射率变化的趋势。模拟结果表明轴向应变灵敏度随着双折射率增加而...

 PDF全文光学学报 | 2013, 33(11):1106001

 温度影响光纤光栅传感器性能蜕化机理及实验研究

周丽 梁大开 曾捷 张晓丽 金晶

[摘要]结构健康监测中,光纤布拉格光栅(FBG)传感器性能蜕化将会严重影响整个监测系统的稳定性和准确性。而高温、高压等恶劣条件,均可能导致FBG传感器性能蜕化。基于光纤光栅传感器温度传感原理,分析了温度引起光纤光栅传...

 PDF全文中国激光 | 2012, 39(04):0405007

 光纤SPR湿敏传感器及其共振光谱特性研究

张少华 曾捷 孙晓明 穆昊 梁大开

[摘要]提出并研制了基于光纤SPR传感探针的新型湿敏传感器。 首先研究了光纤SPR传感探针对环境湿度变化的敏感特性, 在此基础上提出在光纤SPR传感探针表面增覆不同厚度且具有水分子吸附功能的PVA薄膜来实现环境相对湿度的监测...

 PDF全文光谱学与光谱分析 | 2012, 32(02):402-406

 高双折射光纤环镜轴向应变灵敏度研究

江莺 梁大开 曾捷 张晓丽 周丽 倪晓宇

[摘要]理论推导了高双折射光纤环镜轴向应变灵敏度公式, 讨论了在高双折射光纤材料和入射光源不变的前提下, 高双折射光纤长度以及作为敏感元件的传感长度与传感器轴向应变灵敏度的关系, 讨论了入射光源相同时高双折射光纤材...

 PDF全文光谱学与光谱分析 | 2012, 32(12):3367-3371

 基于光纤SPR光谱分析的水质矿化度检测研究

冯李航 曾捷 梁大开 刘宏月

[摘要]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, CaCl...

 PDF全文光谱学与光谱分析 | 2012, 32(11):2929-2934

 基于小波包特征提取及支持向量回归机的光纤布拉格光栅冲击定位系统

芦吉云 王帮峰 梁大开

[摘要]以光纤布拉格光栅(FBG)为传感网络,构建了复合材料冲击载荷实时在线监测系统,研究了基于小波包特征提取及支持向量回归机的光纤-碳纤维复合材料结构冲击定位方法。针对同一冲击点,分析不同传感信号,获得了冲击响应...

 PDF全文光学 精密工程 | 2012, 20(04):712-718

 基于级联长周期光纤光栅的光纤布拉格光栅振动传感器的动态解调

邹红波 梁大开 曾捷 穆昊 周丽

[摘要]提出一种基于级联长周期光纤光栅(CLPG)的光纤布拉格光栅(FBG)振动传感器动态解调方法。宽带光源发出的光经FBG反射后,进入到CLPG,经过CLPG调制后FBG反射光强会发生变化。通过温度测量实验对监测系统进行静态标定...

 PDF全文中国激光 | 2011, 38(08):0805005

 高可靠光纤布拉格光栅传感器网络设计

张晓丽 梁大开 芦吉云 曾捷

[摘要]对采用光纤布拉格光栅(FBG)传感器网络监测某飞机机翼盒段外加载荷位置信息进行了研究。研究了FBG传感器网络中传感器失效对外加载荷位置识别精度的影响程度;针对传统FBG传感器网络拓扑结构可靠性低的缺点,引入光开关...

 PDF全文中国激光 | 2011, 38(01):0105004

 基于长周期光纤光栅的可变体机翼翼表温度测试系统研究

李堃 梁大开 曾捷 邹红波 周怡妃

[摘要]为实现可变体机翼翼表温度的高精度的实时检测, 设计了一种基于长周期光纤光栅(LPG)的温度测试系统。该系统采用长周期光纤光栅作为温度传感元件, 高双折射光纤环镜作为边缘滤波器件。在边缘滤波理论研究的基础上, 提出...

 PDF全文光学技术 | 2011, 37(01):7-10

 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

刘宏月 梁大开 曾捷 金晶 吴瑾 耿犟

[摘要]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...

 PDF全文光学学报 | 2011, 31(08):0806009

 运用激光测量全场三维大位移的检测系统研究

李季平 梁大开

[摘要]运用CCD拍摄被测物体三维大位移的数字图像, 由 MATLAB软件分析图像, 并由计算机自动处理得到被测物上各测点的坐标, 并将测量数据可视化, 演示被测物体位移变化的过程。该系统可用于测量物体动态变化的大位移, 测量范...

 PDF全文应用激光 | 2011, 31(05):423-427

 小直径光纤光栅的研制及传感交叉敏感研究

刘荣梅 梁大开

[摘要]研究了小直径光纤光栅的研制以及传感中的温度应变交叉敏感问题。 首先根据耦合模理论, 分析了小直径光纤Bragg光栅光谱特性, 确定了包覆层为80 μm的单模光纤加工成中心波长为1 528 nm的Bragg光栅的栅长及周期, 并研究...

 PDF全文光谱学与光谱分析 | 2011, 31(03):858-862

 基于长周期光纤光栅谐振光谱调制的氨氮降解监测研究

刘宏月 梁大开 曾捷 曹志斌 曾建民

[摘要]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...

 PDF全文光谱学与光谱分析 | 2010, 30(09):2456-2459

 基于偏振分光棱镜的表面等离子体波传感系统

万艳 梁大开 曾捷 赵志远 张晓丽

[摘要]常规棱镜表面等离子体共振(SPR)传感器检测系统共振波谷浅且谷底平坦,从而导致共振波长不易确定。在常规棱镜SPR传感器系统基础上,加入偏振分光棱镜(PBS),构建了一种新型棱镜SPR传感器系统。对PBS的分光带宽展宽进行了...

 PDF全文光学学报 | 2010, 30(05):1354-1357

 基于单长周期光纤光栅光谱特性的温度和应变同时区分测量

胡兴柳 梁大开 陆观 曾捷

[摘要]根据长周期光纤光栅具有多个不同损耗峰的光谱特性提出了一种使用单个LPG对温度和应变两参数进行同时区分测量的新方案。 实验选用了具有不同温度和应变传感灵敏度的第一和第四损耗峰, 通过观测其相应的光谱图, 得到因...

 PDF全文光谱学与光谱分析 | 2010, 30(03):851-854

 基于光纤SPR光谱分析的污水降解过程监测研究

张晓丽 梁大开 曾捷 赵志远 曾建民

[摘要]讨论了光纤表面等离子体波传感器的工作原理, 并对将其用于监测以甲基橙为代表的环境污水降解过程的可行性进行了探讨。 用光纤SPR传感器监测了50 mL初始浓度为30 mg?L-1的甲基橙原溶液在降解过程浓度的变化, 对降解过...

 PDF全文光谱学与光谱分析 | 2010, 30(02):532-536

 单丝拔出法在光纤智能复合材料界面研究中的应用

刘荣梅 梁大开

[摘要]采用单丝纤维拔出法研究光纤智能复合材料中光纤与基体之间界面的剪切强度。为了测量光纤拔出拉伸力,设计了小量程的力传感器,该传感器设计灵敏度为1.91 mV/V,标定结果表明其测试结果不受载荷作用位置的影响。单丝拔...

 PDF全文中国激光 | 2009, 36(02):387-390

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