高立慧[1]2017年在《全绝缘多悬臂梁光纤光栅振动传感器及其解调系统研究》文中研究说明振动信号是机械、化工及电力设备等装置的重要工况参数之一,它的可靠、在线检测对保障安全生产具有现实意义。常规的电学振动传感器不适于易燃易爆等特殊工作场合,在强电磁场环境中易受干扰,且信号传输距离有限。而基于光纤Bragg光栅的振动传感器具有强绝缘性、抗腐蚀性、抗电磁干扰等显着优点,能够弥补前者不足。本文针对单悬臂梁结构振动传感器易产生挠度和转角的缺陷,研究了一种采用全绝缘材料的多悬臂梁光纤Bragg光栅振动传感器及其解调系统。主要工作内容如下:(1)分析了多悬臂梁光纤Bragg光栅振动传感器的测量原理,设计了一种光纤Bragg光栅振动传感器结构,建立了其传感模型;通过静态有限元分析与模态有限元分析结果对多悬臂梁结构参数进行优化;基于3D打印技术,研制了全绝缘光纤光栅振动传感器。(2)设计并开发了光纤Bragg光栅振动传感器解调系统,解调系统工作带宽可达80nm,输出功率可调,解调频率高达5kHz,实现了振动传感信号的实时采集、处理。(3)搭建了光纤光栅振动传感器测试平台,实验数据分析表明:所研发的传感器灵敏度为6.27pm/g,线性度为3.3%,重复性误差为6.475%FS,迟滞为±5.19%FS,固有频率为240Hz,工作带宽可达170Hz能够满足大多数工业设备故障所致的低频振动状态检测需求。
汪术文[2]2003年在《光纤Bragg光栅振动传感器数据高速采集和处理系统设计》文中进行了进一步梳理随着科学技术的高速发展和各类结构安全性监测问题的日益突出，大型结构的长期安全健康监测也越来越得到重视。振动测试是结构健康诊断和监测中极其重要的一个环节，因此，人们对振动的测试和对数据的采集与分析技术的研究提出了越来越高的要求。本文对振动的测试技术和数据采集技术做了较深入的分析，并且在虚拟仪器的框架下，实现了整个光纤Bragg光栅振动测试系统。 首先，分析光纤Bragg光栅的传感原理，并根据此原理和测试理论的结合给出了光纤Bragg光栅振动传感器的模型，把外界的振动信号转换成高精度的光波长信号。然后比较了现有的光信号解调技术和解调方法，给出了本文中的波长微位移检测方法。 在阐述虚拟仪器概念后，本文对虚拟仪器的关键部分也就是数据采集技术做了较深入的研究，分析现有的各类数据采集卡的工作原理，并结合实际的需要，选择了合适的数据采集卡，搭建好测试的硬件环境并选定了软件设计方案。针对高速大容量数据采集，采用了双缓冲技术解决Windows操作系统下难以申请到大容量连续内存的问题，实现了数据的连续采集功能。详细的阐述了软件重用理论，并根据此理论，初步对数据采集功能模块的封装进行了尝试，使之具有很好的通用性和可移植性。 最后，在Windows环境下实现了光纤Bragg光栅振动测试软件系统，实现了叁个模式下的数据采集：循环采集、单次采集、限时采集；数据的实时图形显示；数据的在线存储。经过运行与测试，效果良好，达到了预期的要求。
蒋善超[3]2016年在《光纤Bragg光栅监测系统研制优化及其边坡工程应用研究》文中指出由中国国土资源部的数据可得：自2010年至2014年五年以来,边坡地质灾害发生次数占我国地质灾害(边坡滑坡、泥石流、沉降等)总数的70%,而且常年居高不下。边坡地质灾害每年都会造成巨大的人员伤亡及经济损失,这严重影响着我国国民的安全生产生活,制约着经济建设和社会的快速发展。因此,针对边坡地质灾害所占比例系数大及其本身突发性强、分布范围广、具有一定的隐蔽性等特点,全面系统的开展边坡地质灾害,特别是人为因素影响较大的边坡地质灾害研究,构建有效的工程预测监控技术,对于及早及时的发现并提出相应的灾害预防措施,对于避免人口死亡失踪、减少经济损失、提高国民安全生产生活质量具有十分重要的意义。经过几十年的发展,光纤Bragg光栅(fiber Bragg grating)因其本身特性,如体积小、复用能力强、检测精度高、本质安全、抗电磁干扰、易于实现远距离信号传输,为实现边坡地质灾害监测提供了较为有效的解决方式。然而,由于边坡地质灾害具有突发性强、分布范围广、具有一定的隐蔽性特点,现有光纤Bragg光栅监测技术在边坡监测中存在一定的不足：动态应力作用下光栅反射光谱影响与栅格区域应力重构研究相对较少；多维多参量共采的检测元件相对较少；后期数据处理方式较为单一；光纤Bragg光栅系统复用成本较大。这些在一定程度上限制了光纤Bragg光栅监测系统在大型地质工程中的实际应用。基于上述分析讨论,本文以边坡地质灾害作为光纤Bragg光栅监测系统的工程应用对象,选取下穿隧道边坡落石突发性模型试验及黄土高原边坡蠕变滑坡监测作为工程样本,基于光纤Bragg光栅传输矩阵理论研究了栅格区域非均匀静态／动态应变的影响及其重构检测(理论分析),研制了适用于地质模型试验及工程现场的微型化及工程化光纤Bragg光栅传感器(器件开发),应用信号处理技术提高了光栅传感器的检测精度(性能优化),采用改进盲源分离算法实现了同波长光纤的单通道复用(网络扩展),构建了光纤Bragg光栅监测系统并对其边坡工程应用性能进行了分析研究(系统集成应用)。本文的主要研究工作如下：1)基于光纤Bragg光栅传输矩阵理论研究了光栅栅格区域非均匀应力特别是动态非均匀应力场的光谱特性与应力重构检测,以期指导光纤光栅检测元件的研发并实现边坡灾害的突发性动态监测,具体为：①分析静态非均匀应力对于光纤Bragg光栅反射光谱特性的影响并在此结论的基础上,选取反射光谱波长覆盖范围宽、反射谱功率较为均匀的线性啁啾光栅作为研究对象研究了动态非均匀应力对于光栅反射光谱的影响；②为保证光栅反射数据采集速率、实现非均匀性应力重构提供数据支持,采用远低于Nyquist采样定理要求的压缩感知算法实现了光栅全光谱的低采样、高精度重构；③在分析非均匀应力场对于光栅反射光谱特性影响及全光谱低采样传输、高精度重构的基础上,提出了基于多参数约束的光栅栅格区域非均匀应力分布重构的自适应改进算法。2)以电类传感器设计原则作为脚本,给出了光纤Bragg光栅传感器设计原则,并基于此,研制了适用于模型试验的微型化光纤Bragg光栅传感器(基于椭圆环的共原点叁维应变传感器、微型光纤Bragg光栅压力传感器、微型光纤Bragg光栅位移传感器等)及可实现工程现场测量的工程类光纤Bragg光栅传感单元(光纤Bragg光栅锚索测力计、大量程变精度的位移传感器、可辨周向的倾斜传感器等)。3)采用信号处理技术(小波变换、Duffing混沌振子模型、希尔伯特-黄变换)有效的提取光纤Bragg光栅检测数据中的静态及动态信息,进一步提高了光纤Bragg光栅检测单元的检测精度,并基于此研发了可实现多参量同时采集的流速／温度共采的光纤Bragg光栅流速传感器与可实现倾斜、加速度及温度同时测量的光栅腕式振动传感器。4)总结现有光纤Bragg光栅复用技术(波分复用、时分复用、空分复用)在分布范围广的边坡地质灾害监测应用中的限制,基于改进盲源分离算法提出了同波长光纤单通道复用技术并通过仿真及验证试验对其可行性进行了验证。这在一定程度上扩展了光纤Bragg光栅监测系统的网络规模。5)将光纤Bragg光栅监测系统应用于模型试验(海底隧道,下穿隧道边坡落石)及工程现场(兰州黑方台)中,实现了边坡变形状态的实时在线监测。系统运行期间成功的预报了工程现场的滑坡状态,及时有序的撤离了群众,避免了人员伤亡。中国地质调查局给出的应用效果证实了该系统具有重要的社会效益及生态效益。
张伟伟[4]2014年在《基于光纤布拉格光栅传感器的动车组齿轮箱振动监测系统设计与研究》文中研究表明光纤布拉格（Bragg）光栅传感器是利用Bragg波长对对外界物理参量（如温度和应变等）的敏感特性而制成的一种新型的光纤传感器。光纤布拉格（Bragg）光栅传感器近年来发展迅速，它是一种光纤无源器件，是光电子研究领域的一种新兴技术。我们利用它可以感测多种物理参量，与传统的传感器相比，光纤Bragg光栅传感器有很多自己独有的优势，如抗电磁干扰，绝缘性好，体积小，重量轻，响应速度快，信噪比和灵敏度高，耐腐蚀等。基于光纤布拉格（Bragg）光栅传感器的检测技术，现已成功的应用于桥梁健康监测、石油和电力监测、航空航天以及铁路安全等诸多领域。近年来，我国高速铁路发展迅速，确保列车安全运行也越来越受到人们重视。考虑到动车组齿轮箱是动车的重要部件，它的工作状态直接影响着动车组的安全运行问题，因此就需要我们时刻观测齿轮箱的运行情况，保证其正常的工作。由于动车组高速行驶时齿轮箱处于快速旋转状态，这就必然会产生振动和发热，而齿轮箱的振动和发热情况能间接地反映齿轮箱的工作状态，例如振动异常与发热温度过高等偶发现象都可能是齿轮箱的故障问题所导致。在地面监测我们很难发现这些偶发的异常问题，因此就很有必要对齿轮箱进行在线实时监测，才能及时发现这种不良现象并给予解决，进而来避免重大事故的发生，更好的保障我们的生命安全。由于光纤布拉格（Bragg）光栅传感器具有抗电磁干扰和适应狭小空间安装等诸多优势，本文就设计了基于光纤布拉格（Bragg）光栅传感器的动车组齿轮箱的振动在线实时监测系统，并对其测试结果进行了研究和分析。本论文的主要研究内容如下：1、主要介绍了下光纤光栅技术的发展情况，研究了光纤布拉格（Bragg）光栅传感器的原理和光纤布拉格（Bragg）光栅传感器的波长解调技术等。2、设计了基于光纤布拉格（Bragg）光栅传感器的动车组齿轮箱的振动监测系统，并论述了该系统的组成、特性以及如何实现在动车运行状态下对动车组齿轮箱振动的在线实时监测。3、通过对采集到的动车组齿轮箱振动信号的分析研究，验证了该监测系统的可行性。
刘杰[5]2010年在《新型纤栅式地震检波器的研究》文中指出地震检波器是一种用于地球物理勘探及工程测量领域的专用传感器,是一种将机械振动转换为电信号的机电转换装置,是为了接收和记录地震波而专门设计的一种精密装置,它的性能好坏直接影响地震记录质量和地震资料的解释工作,它是地震勘探数据采集系统中最重要的一个环节。传统地震检波器存在频带窄、动态范围小、精度和分辨率低、抗干扰性能差等缺点,已经越来越不能满足现代地震勘探的要求。光纤光栅作为目前最有发展前途、最具有代表性的光纤无源器件之一,若将其用于振动传感则具有传统地震检测手段无可比拟的优势：(1)用波长编码信号,便于构成分布式传感网络；(2)工作频带宽；(3)灵敏度高；(4)动态范围大；(5)抗干扰能力强。本文研发了一种新型的光纤光栅地震检波器,并首次提出基于窄带DFBLD解调光栅的解决方案。论文主要从以下几个方面展开研究：(1)全面了解光纤光栅传感领域的最新发展状况和地震检波领域的最新发展动态,确立该课题研究的实际意义。(2)系统介绍了光纤Bragg光栅及其传感原理；分析了温度和应变以及二者交叉敏感对传感特性的影响；对光纤光栅各种解调技术做了系统的论述并重点分析和比较了各种解调方案的优缺点。(3)系统介绍了光纤Bragg光栅地震检波器探头的结构和工作原理,并对其灵敏度进行了详尽的理论分析,最后对探头的封装做了介绍。(4)提出了一种全新的解调方案,对解调方案中光路系统和光电信号处理系统的具体设计做了介绍,并重点介绍了单片机自动控温及3dB工作点的锁定部分的设计。(5)搭建了振动测试系统,测试了传感器的各项指标,并对系统性能进行了分析。实验与测试结果表明,本文设计的地震检波系统,传感探头可承受最大至10g的加速度,解调系统灵敏度可达785mV/m/s2,最小分辨率达到1m/s2。此外,本文还对地震检波器下一步的研究工作作了展望。
郑德琳[6]2012年在《光纤光栅地震检波器解调技术研究》文中提出随着地震检波技术的迅速发展，对其频率、动态范围、精度及分辨率的要求也日益提高，而传统的地震检波器已经不能满足现在地震勘探的要求。光纤光栅是目前最有发展前途、最具有代表性的光纤无源器件，使用光纤光栅制作的地震检波器，具有传统探测器无可比拟的优点：用波长编码信号，便于构成分布式传感网络；灵敏度高；动态范围大；抗干扰能力强，符合当前地震勘探领域对检波器提出的新要求。目前光纤光栅传感器实际应用的最主要障碍就是传感信号的解调,正在研究的光纤光栅传感解调方法有很多,但能够实际应用的解调产品并不多,而且价格昂贵。波长信号解调是光纤光栅解调技术中应用非常广泛的技术。如何检测、处理传感光栅中心波长的微小偏移量，即对波长编码的信号实现解调是整个光纤光栅传感系统实用化的关键。本文基于光纤光栅匹配解调技术，采用DSP和Labview实现对解调信号的采集、处理和显示等，实现了对地震信号的解调。实验表明该解调系统电压分辨率为0.732mV，波长分辨率为5pm，动态范围达到70dB。本文主要做了如下工作：1.介绍了光纤光栅传输理论模型及其传感原理,分析和比较了几种典型解调方案的优缺点。2.从解调系统的功能和设计要求出发，选定光纤光栅匹配解调方案，并设计了方案中光路系统和光电信号的处理系统；选用DSP和Labview作为后续数据处理的核心，搭建了实验系统。3.给出了系统核心部分的软硬件调试结果，并通过实验测试和结果分析，证实了该实验系统设计方案的可行性和合理性。通过优化软硬件设计和增加A/D采集点数，可进一步提高系统检测的精度和分辨率。
刘胜春[7]2006年在《光纤光栅智能材料与桥梁健康监测系统研究》文中进行了进一步梳理在科学技术和经济快速发展的推动下，我国城市及公路交通建设得到了飞速发展，在沿江沿海、西部山区及各大城市修建了大量的特大型桥梁。这些桥梁沟通南北、连结东西，成为我国众多城市及公路交通的枢纽和标志性建筑。随着这些桥梁使用时间的推移和超限运输的增加，特大桥梁事故的潜在危险和几率随之上升，并不时出现影响国计民生的严重桥梁事故。由此，桥梁管理部门和工程界提出了对特大桥进行健康监测和安全管理养护的课题，希望通过科技手段监测桥梁结构的关键参数，为桥梁的安全性判断提供依据，保障桥梁结构在安全运营的前提下延长其使用寿命，确保其社会经济效益的发挥。由于桥梁安全运营对社会及经济发展的作用至关重要，世界各发达国家纷纷采用高新技术解决桥梁安全运营保障的技术难题，桥梁健康监测系统的研究和开发应用成为了当前世界范围的研究热点，最近几年在很多国家得到了快速的发展。智能材料与结构系统的研究作为21世纪最具挑战性的课题之一，在军事和民用方面都具有重大的应用前景，利用智能材料与结构技术解决重大土木结构生命周期健康安全监测和状况评估问题，因其重大的社会意义和经济价值也成为了世界性的研究热点。目前，世界发达国家将基于电磁类的智能材料应用大型桥梁结构的减振抗震控制取得了大量成果，将光纤光栅智能材料应用于桥梁结构健康监测的研究也进行了一些尝试，主要成果集中为单项传感器的实验室研究试验。当前，桥梁结构健康监测系统研究的关键和核心问题是桥梁关键信息的长期可靠采集。基于光纤光栅智能材料的监测系统由于本身具有长期可靠性的优点，逐渐成为构建桥梁长期健康监测系统的首选技术。由于特大型桥梁结构的空间分布广，需要测试的参数类型多，如何利用光纤光栅智能材料与结构技术实现大型桥梁结构健康监测所需各种类型参数的长期可靠采集，成为急需解决的关键技术难题。本论文的研究立足于采用先进光纤光栅传感测试技术，根据智能材料与结构系统的理论和思想，构建长期可靠的特大型斜拉桥结构健康监测系统，通过长期结构信息的采集和连续测试以评估特大型桥梁的安全健康状况。在国家自然科学基金重点、国家863计划和湖北省重点攻关项目的支持下，以武汉长江二桥、武汉阳逻长江公路大桥和天兴洲公铁两用长江大桥的长期健康监测系统实施为工程背景，围绕智能材料与结构系统在桥梁健康监测中应用的基础理论、基本实验和工程实际开发，研究了光纤光栅智能材料应用于桥梁领域的相关技术，从桥梁结构受力和交通荷载监测等方面探讨了专用光纤光栅传感器测试系统的制备和传感网络系统集成技术。研究工作历时叁年，多项研究成果通过湖北省科技厅的科技成果鉴定，填补了国内空白，达到国际先进水平。本文主要内容包括以下方面：(1)对大型桥梁结构健康监测系统及其相关技术的发展进行回顾和总结，分析可资借鉴的经验教训，明确大型桥梁长期健康监测系统的基本构成和原理，以及存在的问题和亟待解决的关键技术；(2)就智能材料与结构系统及相关的传感测试技术，特别是光纤光栅传感测试技术在智能材料与结构中的研究现状和发展趋势进行概括和总结，探讨光纤光栅智能材料与结构的基本概念、构成方式，及其在桥梁健康监测中的应用原理，进而提出本课题的研究目标和任务；(3)根据大型斜拉桥健康监测系统的特点，利用光纤光栅传感测试技术及智能材料与结构的思想，解决斜拉索索力、关键结构部位应变、温度和重载车荷载实时监测难题，研究、设计并开发了相应测试系统；(4)根据大型斜拉桥长期健康监测系统所采集的结构受力、环境及交通荷载的实时信息，提出针对实时监测数据和结构计算仿真的健康状况评估系统，并设计了相应的评估指标体系；(5)将研究成果在国内率先应用于实际的大型桥梁健康监测系统，武汉长江二桥长期健康监测及数字化管养系统。应用结果表明，光纤光栅传感器及其监测系统能适应大型桥梁长期结构参数采集的需要，其测试精度、稳定性与耐久性满足实际工程的需要，基本实现了光纤光栅智能材料与结构在桥梁工程中的初步应用。
孙砚飞[8]2008年在《基于光纤光栅传感的桥梁损伤识别与评估系统研究》文中研究指明随着国民经济的发展,新的大型桥梁数目日益增多的同时,现役桥梁由于受气候、环境等因素的影响以及长期的静、动荷载作用,其强度和刚度随着时间的增加而降低,各种损伤也随之产生,给桥梁带来重大的安全隐患。因此对于桥梁的健康监测一直是桥梁专家们关注的课题。桥梁的健康监测不只是传统的桥梁检测技术的简单改进,一个真正意义上的桥梁健康监测系统应该具有以下功能:由传感器监测环境荷载(风、地震、温度和交通荷载等)以及结构整体性态变量(如结构位移和加速度等)和局部性态变量(如应变等);能实现数据的同步采集、远程传输并对数据实施有效管理;能对数据进行分析处理,从而实现系统的参数识别、结构有限元模型修正以及结构的损伤识别和定位等功能;最后是损伤后处理,是基于对桥梁的损伤状态进行准确判定的情况下,对损伤桥梁的损伤状态进行定量评估,分析桥梁的健康状况,以及更进一步的对损伤桥梁的后处理提出解决方案,确定经济、科学的桥梁维修、养护策略。前两个功能是健康监测系统的基础,后两个功能是健康监测系统的核心和最终目标。本文以光纤光栅振动传感器和振动数据采集系统的设计为基础,重点研究了健康监测系统的核心:损伤识别和损伤状态评估。根据神经网络和粗糙集这两种信息处理方法的各自特点,分别将其应用于桥梁的损伤识别和损伤后桥梁的损伤状态等级评估。提出了建立以光纤光栅振动传感器为数据基础的桥梁损伤评估系统的基本构想。为此,本文主要进行了以下几个方面的研究工作。(1)为了获得准确有效的结构振动响应数据以作为正确的损伤识别的数据基础。设计了基于匹配光栅滤波解调的光纤光栅振动传感器,既解决了波长解调速度的问题,又消除了温度变化对传感器的影响,让灵敏度与频率响应这对矛盾达到很好的统一。数据采集通过USB口进行,在LabVIEW环境下调用采集卡的动态链接库函数进行多通道数据采集,实现数据的采集、显示和存储。为损伤识别提供有效的数据保障。(2)基于频响函数的损伤识别法可以避免复杂的模态分析,并能在频域范围内提供更多的结构状态信息,采用主成分分析对频响函数进行有效的数据压缩和特征抽取,解决了基于频响函数的损伤识别在实际应用中面临的数据过多的问题。(3)将自组织映射神经网络应用于桥梁的损伤模式识别,通过对钢箱梁模型模拟的各种常见损伤模式的测试,将频响函数的主成分作为输入向量的自组织映射神经网络,在经过足够的训练后,基本可以有效识别各损伤模式,实现对损伤的定位和定量分析。(4)损伤后桥梁的状态等级评估是对桥梁进行管理和养护的基础。在前人工作的基础上,以《公路养护技术规范》为参考,对桥梁各子结构状态和整体损伤状态进行了离散分级,并利用粗糙集抽取桥梁各参数与整体损伤状态之间的分类规则,实现对于桥梁的损伤状态的分级评估,不仅对桥梁的维修和养护提供依据,同时粗糙集约简的结果也可以为桥梁的结构分析提供参考。
尉婷[9]2010年在《油气管线光纤反射与散射结合的新型传感检测系统》文中提出随着油气工业自动化、信息化的发展，在石油工业输油气管线的管道在线检测和无损安全监控领域，分布式光纤传感技术以其抗电磁干扰、耐腐蚀、长期稳定并且抗高辐射特性的优势引起了人们极大关注。本文对准分布式光纤Bragg光栅温度、压力传感和分布式光纤瑞利背向散射传感进行了系统研究后，研究设计了一种适用于输油气管线的基于光纤反射和散射结合的全光纤新型传感检测网络，论文分别从理论和实验深入研究了全分布式光纤传感系统，主要内容如下：首先，分析了分布式和准分布式光纤传感发展现状及应用，研究了光纤光栅传感检测的基本原理和特性，在此基础上建立并优化了光纤光栅温度应变传感的理论模型。其次，重点对光纤光栅压力传感、温度传感和双参量同时区分传感进行了实验研究，并创新性研制出五种新颖的传感器结构。实验结果表明：光纤光栅温度压力传感有很好的线性度，重复性和无迟滞，可适用于输油气管线温度、压力检测。并在此基础上提出了一种单光纤光栅温度压强同时区分测量传感器的结构及封装模型。然后，分析了基于光纤瑞利背向散射光时域分析的原理和关键技术，研制了一种AD(150Mbps，12位)、RAM和FPGA叁种高速可编程微控制器的有机组合的分布式光纤传感系统，设计了多功能数字化解调系统的硬件和软件，有效地提高了系统的解调和数据处理速度。最后，采用波分复用技术，拟定了基于光纤光栅和光纤的大动态范围、高灵敏度的分布式全光纤系统方案，该方案适用于长距离输油气管线的安全监控，并提出了进一步完善整个系统的方向。
曹晔[10]2005年在《光纤光栅传感器解调技术及封装工艺的研究》文中提出光纤光栅是一种新型的光子无源器件,它的出现,改变了人们在传感方面的传统观念。以光纤布拉格光栅(FBG)为传感元件的传感器具有重量轻、体积小、抗电磁干扰、易于光纤连接、波长绝对编码等优点,还能把多个传感器利用各种复用技术连接成传感网络,埋入材料和结构内部或贴装在其表面,实现对其特性(如温度、应变等)的多点监测。这种分布式传感是光纤光栅传感器独有的技术。这些独特的优点使得光纤光栅传感器在传感领域扮演着越来越重要的角色。目前,已报道的光纤光栅传感器可以检测的物理量有:温度、应变、压力、位移、压强、扭角、扭矩(扭应力)、加速度、电流、电压、磁场、频率、浓度、热膨胀系数、振动等,其中一部分光纤光栅传感系统已经实际应用。本论文主要以光纤布拉格光栅为研究对象,对其传感技术、高速解调技术及封装技术进行了理论和实验的研究,主要内容包括:1、概况介绍了光纤光栅传感技术的出现、发展及现状。介绍了光纤光栅的叁种基本理论分析方法。分析了光纤光栅传感的基本原理,并归纳比较了光纤光栅的各种封装技术、解调技术和复用技术。2、提出了光纤光栅温度传感器和应变传感器的多种制作方法,详细阐述了封装原理和结构,并在数据分析的基础上提出了“减大数”的数据分析方法,有效提高了数据分析的精度。温度传感器的设计结构在30℃—85℃的温度变化范围内有效的实现了封装元件的裸删温度特性及应变不敏感性,保证了其高稳定性和重复性。分析了应变传感器的应变传递特性,并得到了实验验证。实验结构证明,用薄金属片封装的应变传感器在保证一定机械强度的基础上实现了应变的有效传递,应变传递效率可达97.8%,应变灵敏度为83.34με/kg,精度为1.64με。这两种传感器具有抗电磁干扰,体积小、质量轻,机械强度大等优点。3、在对高双折射光纤环镜进行理论分析的基础上,研究了其温度特性,实现了对温度的传感。还利用其滤波特性实现了对微振动的解调,并在此基础上提出了利用光纤光栅解调加速度的新方法。该解调系统解调速度快,可达几十kHz,波长分辨率为0.97nm/mv,精度可达2Hz,测量范围是0-200Hz。4、提出用轮辐式结构封装光纤光栅的方法,并用研制出一种轮辐式光纤光栅压力传感器,并采用双光栅法克服了温度应变交叉敏感问题。该传感器测量范围大,在0—30KN的压力变化范围内,布拉格波长的变化与压力成良好的线性关系,线性度高达0.9998,灵敏度为0.02843nm/KN,精度为0.70KN。研究结
参考文献：
[1]. 全绝缘多悬臂梁光纤光栅振动传感器及其解调系统研究[D]. 高立慧. 昆明理工大学. 2017
[2]. 光纤Bragg光栅振动传感器数据高速采集和处理系统设计[D]. 汪术文. 武汉理工大学. 2003
[3]. 光纤Bragg光栅监测系统研制优化及其边坡工程应用研究[D]. 蒋善超. 山东大学. 2016
[4]. 基于光纤布拉格光栅传感器的动车组齿轮箱振动监测系统设计与研究[D]. 张伟伟. 河南大学. 2014
[5]. 新型纤栅式地震检波器的研究[D]. 刘杰. 山东建筑大学. 2010
[6]. 光纤光栅地震检波器解调技术研究[D]. 郑德琳. 西安石油大学. 2012
[7]. 光纤光栅智能材料与桥梁健康监测系统研究[D]. 刘胜春. 武汉理工大学. 2006
[8]. 基于光纤光栅传感的桥梁损伤识别与评估系统研究[D]. 孙砚飞. 武汉理工大学. 2008
[9]. 油气管线光纤反射与散射结合的新型传感检测系统[D]. 尉婷. 中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所). 2010
[10]. 光纤光栅传感器解调技术及封装工艺的研究[D]. 曹晔. 南开大学. 2005
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