江苏省自然科学基金(BK2009370)
- 作品数：11 被引量：71H指数：5
- 相关作者：梁大开曾捷张少华孙玮叶婷更多>>
- 相关机构：南京航空航天大学三峡大学广西大学更多>>
- 发文基金：江苏省自然科学基金国家自然科学基金中国博士后科学基金更多>>
- 相关领域：电子电信一般工业技术机械工程理学更多>>
- 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
- 基于长周期光纤光栅对超声波检测的研究
- 2010年
- 提出了用长周期光纤光栅(LPG)来实现对超声波的检测,分别研究了改变超声波的电压幅度、频率和持续时间对长周期光纤光栅谐振波长和谐振幅值的影响。实验结果表明,超声波的电压幅度和光纤光栅的谐振波长与超声波幅度成线性关系,超声波的频率和持续时间对谐振波长的影响非常小,因此,通过观察长周期光纤光栅谐振波长的移位可得到相应的超声场的参数。长周期光纤光栅传感器作为探测超声波的一项新型技术,具有可行性和一定的研究价值。
- 胡兴柳梁大开曾捷
- 关键词：超声光纤传感
- 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溶液折射率与浓度的测量研究被引量：1
- 2011年
- 级联长周期光纤光栅的谐振峰对外界折射率较敏感，利用该特性制成的折射率传感器可以实现对溶液折射率和浓度的实时在线测量。通过对不同折射率的NaCl溶液和蔗糖溶液的实验研究，得出溶液折射率、浓度与谐振峰之间的关系。实验结果表明：LPGP较为灵敏的外界折射率范围为1～1．4513，在此范围内，随着外界折射率的增加，透射谱干涉峰的幅值逐渐减小而谐振波长逐渐向短波方向漂移。该传感器可应用于生物、化学、过程控制等高灵敏度传感领域的各种溶液进行监控，具有较高的实用价值。
- 胡兴柳梁大开曾捷陆观
- 关键词：计量学折射率光纤传感级联长周期光纤光栅
- 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
- 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
- 灵敏度可调型光纤FBG倾角传感器研究被引量：3
- 2012年
- 提出了一种基于等截面梁弯曲变形原理的灵敏度可调型光纤布拉格光栅（FBG）倾角传感器，通过FBG光栅感受因结构倾角改变而引起的等截面梁弯曲变形，进而实现对结构倾斜角度的测量，并构建了灵敏度可调型光纤FBG光栅倾角检测系统。实验结果表明，该FBG倾角传感器测量范围为±35°，最高灵敏度达到56．93pnO（°），测量精度为0．02°。该传感器可通过改变等截面梁的宽度还可实现对倾角检测灵敏度的有效调节。
- 孙玮梁大开曾捷冯李航叶婷
- 关键词：计量学倾角传感器光纤布拉格光栅
- 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被引量：10
- 2011年
- 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,再将FBG传感器粘贴于铝板表面,采用该系统监测简支铝板结构在低频和高频下的振动信号。系统采集到的动态信号时域波形及频谱与涡电流位移计的测量结果相吻合,表明该监测系统可实现2kHz以下的动态信号测量。
- 邹红波梁大开曾捷穆昊周丽
- 关键词：光纤布拉格光栅级联长周期光纤光栅传感器
- 光纤SPR湿敏传感器及其共振光谱特性研究被引量：7
- 2012年
- 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。研究结果表明,增覆双层PVA薄膜的光纤SPR传感探针在高湿区具有较好监测效果,其共振强度对应的相对湿度测量灵敏度达到1.59%/%RH,较光纤SPR探针呈现显著提高。而增覆单层PVA薄膜的光纤SPR传感探针在高湿区共振波长对应的相对湿度监测灵敏度达到2.411nm/%RH。此外所提出的新型光纤SPR湿敏探针在PVA薄膜失效后经过特殊工艺处理仍可重复镀膜使用。
- 张少华曾捷孙晓明穆昊梁大开
- 关键词：光纤传感器湿敏特性
