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微型高精度光纤布拉格光栅土压力传感器研究被引量：15: 2013年; 结合不锈钢膜片的特性,研制出一种微型高精度光纤布拉格光栅(FBG)土压力传感器。该传感器通过不锈钢膜片与力学传递元件将土压力转化为光纤光栅的轴向拉力,大大提高了传感器的灵敏度,有效避免了光栅受力不均引起的啁啾效应,同时减小了传感器的体积。通过理论计算,得到该传感器的压力敏感系数为29.6557nm/MPa,是裸光栅的9885倍。传感器性能测试实验证实该传感器线性度良好,实测压力敏感系数为27.5nm/MPa,略小于理论值,其主要原因是应变传递效率低于1。为进一步提高实验测量精度,采用Haar小波变换来减小因光纤光栅解调设备模数(A/D)采样速率及转换精度有限带来波长抖动所产生的仪器误差,实验数据表明经Haar小波处理后光栅中心波长的抖动幅值降为原数据的50%左右。; 蒋善超曹玉强隋青美王静王宁王正方; 关键词：光栅土压力传感器 HAAR小波变换

流速/温度共采的光纤布拉格光栅涡轮流速传感器被引量：15: 2014年; 为实现敏感元件仅为单一光纤光栅流速传感器的多参数同时测量,提出了一种流速/温度共采的光纤布拉格光栅(FBG)涡轮流速传感器。该传感器通过涡轮实现流体冲击力对光纤光栅中心波长的频率调制,解决光纤光栅温度应变的交叉敏感,理论计算得到其流速检测灵敏度为2.91·10-2 m/(s·Hz-1)。为测试传感器的性能,搭建了传感器测试系统,并选取光纤动态解调仪解调的光纤光栅中心波长动态信号作为试验原始数据。应用快速傅里叶变换(FFT)法分析试验数据,得到传感器流速的检测下限为0.541 7m/s,检测灵敏度为2.57·10-2 m/(s·Hz-1),检测精度为25mm/s,略小于理论计算值,其主要原因在于圆管内流体的流速并非均匀分布的匀速运动,管道内壁对流体具有一定的黏滞力。应用经验模式分解分析原始数据获取其趋势项信号,得到该传感器的温度灵敏度为10.6pm/℃,检测精度为0.5℃。; 蒋善超隋青美王静王正方叶青霖; 关键词：经验模式分解

微型FBG位移传感器研制及其在模型试验中的应用被引量：7: 2013年; 针对隧道绝对位移监测的重要性及常规位移监测方式的局限性,以光纤布拉格光栅(FBG)为核心敏感器件,研制了具有温度自补偿功能的用于测量岩体内部绝对位移的微型光纤光栅位移传感器。该传感器进行的性能测试表明,其灵敏系数为0.267nm/mm,线性拟合系数大于0.99。构建光纤光栅位移监测系统,并将其应用到海底隧道模型试验中,对开挖过程中隧道围岩9个关键测点的位移变化进行实时监测。试验结果显示,围岩位移变化量不超过25μm,表明该传感器能满足试验需求,实用性强。; 蒋善超王静隋青美王正方王宁曹玉强; 关键词：位移传感器模型试验

基于压缩感知算法的光栅光谱重构及其应用特性研究被引量：6: 2014年; 针对现有光栅光谱解调方式所需数据量较大不利于数据传输及处理的现状,应用压缩感知算法通过少量光谱数据采集实现高精度光栅光谱的重构。选取可调谐法布里-珀罗(F-P)滤波器解调方式(TFPDA)作为参照并以布拉格光栅(FBG)及线性啁啾布拉格光栅(LCFBG)作为研究对象,构建实验平台验证压缩感知算法光谱重构的可行性。通过TFPDA采集及压缩感知算法重构不同温度下的光纤光栅光谱并通过高斯非线性算法拟合得FBG中心波长。实验数据表明通过压缩感知采集得FBG温度敏感系数为20.3pm/℃,与TFPDA的相对误差为0.5%。对比此两种方法所得LCFBG光谱,其3dB带宽内的最大相对误差为1.03%,中心波长处为0.69%。上述实验结果证实压缩感知算法在光栅光谱采集重构方面具有一定的应用价值。; 蒋善超王静隋青美林蓝波曹玉强王正方; 关键词：光谱学压缩感知

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山东大学自主创新基金(yzc12081)