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[IEEE 2018年第11届通信系统、网络与数字信号处理国际研讨会(CSNDSP)- 布达佩斯(2018年7月18日至20日)] 2018年第11届通信系统、网络与数字信号处理国际研讨会(CSNDSP)- 基于布里渊光时域反射计的多点应变与温度传感
摘要: 本文研究利用布里渊光时域反射仪(BOTDR)系统实现应力和温度的实时多点测量。通过分析传感光纤不同位置施加应变和温度影响时的布里渊频移(BFS),并采用无源退偏器降低偏振噪声。测得应变系数为0.79 MHz/℃,温度系数为0.057 MHz/με。
关键词: 布里渊增益谱、应变测量、温度测量
更新于2025-09-23 15:21:21
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用于钢筋混凝土结构的低成本封装光纤传感器开发
摘要: 持续需要更可靠地在多种工况下(如长期耐久性方面——包括裂缝与钢筋锈蚀影响、正常工作荷载响应及异常荷载条件下的响应)测量钢筋混凝土结构应变。光纤传感器在此领域具有显著潜力,且具备抗电磁干扰和重量轻等附加优势(Grattan等,2000)。这对铁路场景尤为重要,尤其是电气化线路。其小巧尺寸便于安装。然而,作为商业"封装"设备(传统认为需达到足够耐用性所必需)的应用受限于其相对较高成本,相比封装式电阻应变片等其他传感器设备。本文描述了利用3D打印技术将光纤传感器封装于树脂中,开发低成本易用工艺以制造适用于混凝土结构的坚固廉价"封装"传感器系统的初步研究。迄今工作表明,这是生产适用于表面安装及钢筋混凝土结构埋设的多传感器的便捷经济方式。论文阐述了试验封装件进行的概念验证测试,结果表明3D打印封装件具有进一步开发和应用于各类土木工程的巨大潜力,与传统传感器系统相比竞争力突出。
关键词: 封装、钢筋混凝土、3D打印、光纤传感器、应变测量
更新于2025-09-23 15:21:21
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《[电气工程讲义] 传感器与微系统 第629卷(第20届AISEM 2019国家会议论文集)》|| 基于多模光纤尖端集成水凝胶包覆聚苯乙烯纳米粒子光子晶体的相对湿度传感器
摘要: 本文描述了一种基于光子晶体胶体直接自组装于多模光纤尖端的相对湿度(RH)传感装置。该核壳纳米球由聚苯乙烯(PS)多孔结构(核)与聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAM)水凝胶(壳)复合而成,并通过垂直浸涂技术沉积于多模光纤尖端。其传感原理源于水凝胶壳层随相对湿度变化产生的溶胀效应,进而引发光子带隙峰的波长偏移与振幅改变。通过光谱特性分析与传感性能测试发现:光谱特征呈现高度非线性且强烈依赖制备工艺,在30%RH时测得1%RH的分辨率,但该精度随湿度升高显著下降。为此采用有限元法(FEM)进行数值模拟以探究其传感机理。
关键词: 结构健康监测、挠度监测、光纤传感器、应变测量
更新于2025-09-23 15:19:57
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[IEEE 2019年第18届国际光通信与网络会议(ICOCN) - 中国黄山(2019.8.5-2019.8.8)] 2019年第18届国际光通信与网络会议(ICOCN) - 基于扩腰结构与球形结构的马赫-曾德尔干涉仪应变传感器
摘要: 基于扩腰结构和球形结构的光纤应变传感器被提出。对其制备工艺和实验结果进行了对比。扩腰结构与球形结构传感器的应变灵敏度分别为-0.66pm/με和-1.28pm/με。研究表明:扩腰结构的马赫-曾德尔传感器具有良好重复性和易制备的优势;而球形结构马赫-曾德尔传感器对应变测量具有更高灵敏度。
关键词: 应变测量,马赫-曾德尔干涉仪,球形结构,腰扩结构
更新于2025-09-16 10:30:52
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基于HCF-SMF结构光纤法布里-珀罗干涉仪的长传感长度应变传感器
摘要: 我们提出并演示了一种用于应变测量的长传感长度光纤法布里-珀罗(F-P)传感器。该传感器结构通过将长单模光纤(SMF)与短段空心光纤(HCF)熔接的简易工艺制成。单模光纤末端切割出光滑反射面,使所提传感器的传感长度可达数厘米且具有良好的可见度。本文制备并实验分析了不同传感长度的传感器,发现其光程差(OPD)与应变呈线性关系。当传感长度约为10毫米和49毫米时,传感器分别实现20.42纳米/微应变和115.57纳米/微应变的OPD应变灵敏度。此外,在约10毫米传感长度下,其OPD温度灵敏度为187.64纳米/°C。该传感器具有制作简便、成本低廉和传感长度长的优势,有望在大范围应变测量中展现重要应用潜力。
关键词: 应变测量、光纤传感器、法布里-珀罗干涉仪
更新于2025-09-11 14:15:04
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岩石应变的近红外光谱测量
摘要: 应变测量是工程、岩石力学、建筑和材料测试中一个基础且被广泛研究的参数。这些领域常用的接触式传感器需要在整个应变事件期间与目标表面保持接触。非接触式方法通常要求测量表面在测试前进行制备并经常涂覆。本文探讨了近红外光谱作为自然表面应变非接触测量技术的潜在应用。研究发现,在砂岩、大理石和玄武岩样本的间接巴西圆盘试验中,可见-近红外光谱的表面测量结果与纵向应变之间具有极佳的相关性。
关键词: 岩石,间接抗拉强度,应变测量,近红外光谱
更新于2025-09-11 14:15:04
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内置弱反射结面的光纤集成传感器阵列
摘要: 提出并展示了一种集成弱反射连接面传感器阵列。该弱反射器由单模光纤(SMF)和双包层光纤(DCF)构成,二者纤芯具有不同折射率?;诖私峁沟拇衅髡罅卸杂Ρ浜臀露让舾校墒迪肿挤植际讲饬?,因此适用于结构健康监测(SHM)。此外,传感器无需任何连接器即可集成于光纤中,故更适应严苛测试环境(空间受限或高温条件)。
关键词: 应变测量、白光干涉仪、分布式应变传感器、光纤传感器
更新于2025-09-10 09:29:36
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基于双空心微球的高灵敏度应变传感器
摘要: 提出了一种基于两个空心微球的光纤传感器。每个微球通过熔接法分别制备后再进行连接,最终形成具有多重干涉特性的法布里-珀罗干涉仪结构,该结构可近似为四波干涉仪。该传感器实现了最高1350微应变的应变表征,其线性响应灵敏度达到3.39±0.04皮米/微应变。相较于其他制备技术,本方案具有制备快速且无化学危害的特点,使其成为恶劣环境下应变测量的理想解决方案。
关键词: 应变测量、光纤传感器、法布里-珀罗
更新于2025-09-10 09:29:36
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[2018年IEEE光子学会议(IPC) - 美国弗吉尼亚州雷斯顿(2018.9.30-2018.10.4)] 2018年IEEE光子学会议(IPC) - 腔光力光热传感器
摘要: 我们通过实验展示了一种利用梯度光力驱动的腔光力传感器。该传感器能通过吸收入射辐射及由此产生的纳米机械振荡器光热频率偏移来检测辐射。分析表明,该传感器可实现纳应变灵敏度和飞焦级能量检测。
关键词: 光热效应、应变测量、纳米机电系统、纳米传感器、光波导、纳米光子学
更新于2025-09-09 09:28:46