检索结果-内蒙古大学图书馆

红外与激光工程 2025年第4期54卷 314-324页

作者：胡鑫鑫刘琨井建迎薛康陈超翔杜紫雯李贵贤江俊峰刘铁根天津大学精密仪器与光电子工程学院天津大学光电信息技术教育部重点实验室天津市光纤传感工程中心

基于分布式光纤传感技术的振动监测在当前线性工程领域有着广阔的应用前景。非对称双Mach-Zehnder干涉型分布式光纤传感(Asymmetric Dual Mach-Zehnder Interferometer,ADMZI)有效延长了振动传感距离，然而系统固有的非对称性导致直接... 详细信息

基于分布式光纤传感技术的振动监测在当前线性工程领域有着广阔的应用前景。非对称双Mach-Zehnder干涉型分布式光纤传感(Asymmetric Dual Mach-Zehnder Interferometer,ADMZI)有效延长了振动传感距离，然而系统固有的非对称性导致直接使用互相关算法定位失效。通过提取干涉信号的相位变化特征可消除传感系统的非对称性。文中提出了一种基于同步压缩小波变换(Wavelet-basedSynchrosqueezing Transform, WSST)的高精度定位方法。首先，在功率谱分析获得干涉信号20 dB带宽的基础上，基于WSST对两路干涉信号进行时频分析，自适应提取有效的相位变化特征，消除传感系统的不对称性。与连续小波变换(Continuous Wavelet Transform, CWT)相比，WSST的时频分辨率更高，抗噪性更强，从而有利于提高定位精度。然后，基于相位变化特征进行互相关运算，获取干涉信号之间的时延并根据ADMZI传感原理解调出振动位置。为了验证所提方案的可行性，对传感系统进行了一系列现场测试。实验结果表明，该方案可在128 km长传感光纤上对振动信号进行精确定位，定位精度约为35.43 m。

关键词：分布式光纤传感非对称干涉仪振动传感同步压缩小波变换

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极大倾角光纤光栅悬臂梁振动传感器性能优化

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光学学报 2019年第8期39卷 75-84页

作者：罗彬彬谢浪王亚杰邹雪石胜辉叶露蒋上海赵明富汪治华重庆理工大学光纤传感与光电检测重庆市重点实验室

提出一种利用极大倾角光纤光栅(Ex-TFG)谐振峰的3 dB点进行悬臂梁低频振动检测的优化方法。对Ex-TFG的轴向应变和弯曲应变特性进行理论分析和实验验证;对基于光强调制的Ex-TFG振动传感的光谱响应特性进行理论分析,采用Ex-TFG谐振峰的3 d... 详细信息

提出一种利用极大倾角光纤光栅(Ex-TFG)谐振峰的3 dB点进行悬臂梁低频振动检测的优化方法。对Ex-TFG的轴向应变和弯曲应变特性进行理论分析和实验验证;对基于光强调制的Ex-TFG振动传感的光谱响应特性进行理论分析,采用Ex-TFG谐振峰的3 dB点对振动进行实验研究。实验结果表明:1)Ex-TFG在轴向应变和弯曲应变条件下,其谐振波长均发生蓝移,横电(TE)模和横磁(TM)模的轴向应变灵敏度分别为-2.8 pm/με和-1.8 pm/με,透射强度基本不变,在0~0.4 m-1的曲率范围内基于光强变化的弯曲应变灵敏度分别为2.6 dB/m-1和1.2 dB/m-1,基于波长漂移的弯曲应变灵敏度分别为-3.34 nm/m-1和-2.53 nm/m-1;2)在低频振动的检测中,Ex-TFG的TE模和TM模的谐振峰3 dB点的振动加速度灵敏度分别为113.54 mV/g和100.93 mV/g,比谐振峰的峰值波长点(100%点)的振动加速度灵敏度高2倍多,且信噪比(SNR)高约10 dB。此外,SNR随悬臂梁厚度的增大而增大;3)在相同条件下,TE模具有比TM模更高的振动响应灵敏度,但TM模比TE模具有更好的输出稳定性。

关键词：光纤光学光纤光栅轴向应变弯曲应变振动传感等强度悬臂梁

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准零刚度振动传感系统

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吉林大学学报（工学版） 2019年第1期49卷 24-29页

作者：妥吉英邓兆祥张河山黄伟重庆大学汽车工程学院重庆400044 重庆理工大学车辆工程学院重庆400054 中国汽车工程研究院股份有限公司汽车噪声振动和安全技术国家重点实验室重庆400039

为了准确、实时、方便地测量绝对振动位移同时兼顾小位移应用,提出了一种紧凑的、带有滚轮负刚度机构的新型传感系统。在静力学分析的基础上,推导了传感系统的动力学方程。利用谐波平衡法对系统在基础激励下的动力学特性进行了理论分析... 详细信息

为了准确、实时、方便地测量绝对振动位移同时兼顾小位移应用,提出了一种紧凑的、带有滚轮负刚度机构的新型传感系统。在静力学分析的基础上,推导了传感系统的动力学方程。利用谐波平衡法对系统在基础激励下的动力学特性进行了理论分析,得到了传感系统幅值精度、相位精度特性的一阶近似解析解。进一步用数值方法讨论了水平弹簧的预压缩量、阻尼比和被测信号幅值对动态测量的影响。理论分析和数值仿真结果表明,该新型传感系统可以为诸多振动控制问题提供一个可供选择或者更好的振动位移测量方案。

关键词：机械设计绝对位移振动传感准零刚度非线性

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基于薄包层极大倾角光纤光栅的灵敏度增强型振动传感器

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光子学报 2021年第2期50卷 57-64页

作者：刘开俊罗彬彬邹雪吴德操石胜辉蒋上海邓欧邹祥龙巫涛江赵明富重庆理工大学光纤传感与光电检测重庆市重点实验室重庆400054 重庆能源职业学院重庆402247

提出了一种薄包层极大倾角光纤光栅悬臂梁振动传感器,采用基于标准单模光纤的极大倾角光纤光栅,从理论上分析包层半径的减小对波导色散因子、包层模的有效折射率、轴向应变灵敏度因子、轴向应变灵敏度及模式阶数的影响,并进行数值仿真,... 详细信息

提出了一种薄包层极大倾角光纤光栅悬臂梁振动传感器,采用基于标准单模光纤的极大倾角光纤光栅,从理论上分析包层半径的减小对波导色散因子、包层模的有效折射率、轴向应变灵敏度因子、轴向应变灵敏度及模式阶数的影响,并进行数值仿真,为其振动传感增敏方法提供理论依据。然后使用氢氟酸腐蚀光纤包层,构成不同直径的极大倾角光纤光栅并进行相关振动传感实验。实验结果表明:在40~200 Hz的频率范围内,随着包层直径的减小,极大倾角光纤光栅振动传感器在C波段的同阶和不同阶TE/TM模加速度灵敏度逐渐增大,且两者之间具有较好的线性关系;其中,同阶TE和TM模的最大加速度灵敏度分别可达到100.46 mV/g与88.68 mV/g,相对于标准直径极大倾角光纤光栅振动传感器分别提高了1.36倍、1.53倍;不同阶TE和TM模的最大加速度灵敏度可达到159.35 mV/g与133.37 mV/g,分别提高了2.15倍、2.31倍。

关键词：光纤光学极大倾角光纤光栅薄包层振动传感等强度悬臂梁

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改进的椭圆拟合算法及振动传感相位解调

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光学学报 2021年第24期41卷 102-107页

作者：梅泽吕海飞文晓艳黎敏武汉理工大学理学院湖北武汉430070

已有的椭圆拟合算法利用李萨如图形解决了非理想3×3耦合器带来的解调结果误差问题,但是当信号变弱时,所对应的李萨如图形将偏离椭圆,造成解调困难。针对相位变化量极小的弱信号,基于同一系统中李萨如图形唯一的特点,提出利用参考... 详细信息

已有的椭圆拟合算法利用李萨如图形解决了非理想3×3耦合器带来的解调结果误差问题,但是当信号变弱时,所对应的李萨如图形将偏离椭圆,造成解调困难。针对相位变化量极小的弱信号,基于同一系统中李萨如图形唯一的特点,提出利用参考信号确定椭圆参数并精准实现弱信号解调的改进椭圆拟合算法。实验结果显示,相较于常规椭圆拟合算法,改进的算法可以准确地解调弱振动信号,使探测分辨率提高400倍,且解调的相位与应变存在良好的线性关系。研究结果表明改进的算法可以很好地解决常规椭圆拟合算法无法解调弱信号的问题,提高了系统的测量分辨率。

关键词：测量相位解调非理想3×3耦合器椭圆拟合算法弱信号探测振动传感

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基于细直径极大倾角光纤光栅的悬臂梁低频振动传感器性能研究

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光子学报 2020年第12期49卷 42-50页

作者：邹雪邓欧罗彬彬吴德操赵明富钟年丙宋涛蒋上海谢浪柳鹏刘恩华重庆理工大学光纤传感与光电检测重庆市重点实验室重庆400054

为了测量结构的低频振动参数,提出一种细直径极大倾角光纤光栅的悬臂梁振动加速度传感器,并研究了该传感器的特性及优化方法.首先,对细直径极大倾角光纤光栅的轴向应变、弯曲应变特性以及悬臂梁振动传感模型进行理论分析;然后,通过静态... 详细信息

为了测量结构的低频振动参数,提出一种细直径极大倾角光纤光栅的悬臂梁振动加速度传感器,并研究了该传感器的特性及优化方法.首先,对细直径极大倾角光纤光栅的轴向应变、弯曲应变特性以及悬臂梁振动传感模型进行理论分析;然后,通过静态实验进行验证并分析轴向应变和弯曲应变对悬臂梁振动的影响;最后,完成悬臂梁动态振动实验性能测试,并与标准直径极大倾角光纤光栅传感器进行对比.实验结果表明:在轴向拉力和弯曲应力作用下,细直径极大倾角光纤光栅的TE模和TM模的轴向应变灵敏度分别为−4.68 pm/με和−3.55 pm/με,弯曲应变的波长灵敏度分别为−8.82 nm/m^-1和−7.71 nm/m^-1,弯曲应变的强度响应灵敏度分别为6.71 dB/m^-1和0.95 dB/m^-1,细直径极大倾角光纤光栅具有比标准直径极大倾角光纤光栅更高的应变灵敏度;悬臂梁振动检测实验中,细直径极大倾角光纤光栅谐振波长3 dB点的最大加速度灵敏度达500 mV/g以上,为相同条件下标准直径极大倾角光纤光栅悬臂梁振动传感器的5倍左右;与快速傅里叶变换后的频谱图对比结果表明,细直径极大倾角光纤光栅传感器的谐波分量更少.可见,在低频振动检测时细直径极大倾角光纤光栅的抗噪声干扰能力更强,检测准确度更高.

关键词：光纤传感器细直径极大倾角光纤光栅振动传感悬臂梁轴向应变弯曲应变

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反射型极大倾角光纤光栅悬臂梁振动传感特性

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光学学报 2020年第20期40卷 51-58页

作者：邓欧罗彬彬吴德操谢浪赵明富邹雪石胜辉刘恩华蒋上海重庆理工大学光纤传感与光电检测重庆市重点实验室重庆400054

提出一种反射型极大倾角光纤光栅(ExTFG)悬臂梁振动传感器。从理论上分析ExTFG的弯曲应变特性和振动传感原理,并利用ANSYS构建有限元模型,对传感器进行模态分析和谐振特性响应分析,通过实验研究其在受到周期性载荷下发生弯曲振动的动态... 详细信息

提出一种反射型极大倾角光纤光栅(ExTFG)悬臂梁振动传感器。从理论上分析ExTFG的弯曲应变特性和振动传感原理,并利用ANSYS构建有限元模型,对传感器进行模态分析和谐振特性响应分析,通过实验研究其在受到周期性载荷下发生弯曲振动的动态响应特性。结果表明:反射型ExTFG悬臂梁振动传感器对加速度连续性激励信号展现出良好的动态响应,可通过调节传感器长度实现其固有频率的改变,在1~5g范围内具有良好的线性响应,其最大加速度灵敏度相对于透射式ExTFG振动传感器提高了约2.5倍,横电模和横磁模时的最大加速度灵敏度分别达到0.3 V/g和0.26 V/g。此外,该传感器的传感探头尺寸足够小,以ExTFG作为敏感单元,无需额外封装,在实际应用中具有潜在价值。

关键词：光纤光学极大倾角光纤光栅振动传感反射型悬臂梁弯曲

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微光纤耦合器制作及振动传感特性研究

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中国激光 2014年第11期41卷 119-125页

作者：于洋张学亮宋章启卫正统孟洲国防科技大学光电科学与工程学院湖南长沙410073

分析了微光纤耦合器的基本光学特性,利用微纳光纤拉制平台,在线监测制作出具有良好光学性能的微光纤耦合器,对微光纤耦合器的振动信号响应特性进行分析与实验研究,并进行了行人走动引起的振动信号的响应测试,实验结果表明微光纤耦合器... 详细信息

分析了微光纤耦合器的基本光学特性,利用微纳光纤拉制平台,在线监测制作出具有良好光学性能的微光纤耦合器,对微光纤耦合器的振动信号响应特性进行分析与实验研究,并进行了行人走动引起的振动信号的响应测试,实验结果表明微光纤耦合器对外界振动具有高灵敏度的传感性能,在区域点警戒方面具有一定的应用价值。

关键词：光学器件微纳光纤微光纤耦合器振动传感光纤传感

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数字网络型光纤振动传感系统

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红外与激光工程 2011年第6期40卷 1160-1163页

作者：李晓磊孙琪真孙志峰张海洲沃江海张满亮王梓刘德明华中科技大学光电子科学与工程学院湖北武汉430074 武汉光电国家实验室湖北武汉430074

设计了一种新型光纤振动传感系统,该系统借鉴光通信中的无源光网络(PON)技术、光纤时分和波分混合复用传感侦测技术组建了数字网络型无源传感网络,系统传感单元的最大容量为32×8,有效地扩大了传感范围,实现了多传感单元系统化的集... 详细信息

设计了一种新型光纤振动传感系统,该系统借鉴光通信中的无源光网络(PON)技术、光纤时分和波分混合复用传感侦测技术组建了数字网络型无源传感网络,系统传感单元的最大容量为32×8,有效地扩大了传感范围,实现了多传感单元系统化的集中管理,在处理算法中采用动态阈值自适应管理,可以根据环境变化实时改变阈值。在报警处理中,采用声、光、无线等多种报警技术,避免漏处理。实验结果表明:该系统工作稳定,集成化程度高,能够有效实现多传感单元、多类型入侵事件的有效报警。

关键词：数字网络振动传感萨格奈克混合波分时分复用传感无源光网络

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一种仿生壶腹嵴的振动传感特性研究

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传感技术学报 2020年第1期33卷 40-44页

作者：李文康王永坡徐强边义祥姜亚妮扬州大学机械工程学院江苏扬州225127

为了研究人耳半规管中壶腹嵴的振动传感特性,本文采用表面对称电极含金属芯PVDF纤维(SMPF)传感器,代替人体纤毛细胞感受器,并模仿人体壶腹嵴的结构,设计制备了一种仿生壶腹嵴。根据压电方程和振动理论,建立了仿生壶腹嵴的振动传感理论... 详细信息

为了研究人耳半规管中壶腹嵴的振动传感特性,本文采用表面对称电极含金属芯PVDF纤维(SMPF)传感器,代替人体纤毛细胞感受器,并模仿人体壶腹嵴的结构,设计制备了一种仿生壶腹嵴。根据压电方程和振动理论,建立了仿生壶腹嵴的振动传感理论模型。搭建了实验系统,测试了仿生壶腹嵴的振动传感功能。实验结果表明,仿生壶腹嵴在液体压力作用下可以产生相应的变形,而通过SMPF的输出电荷信号,可以感知仿生壶腹嵴受到的振动激励,包括正弦与冲击振动的波形、频率和幅值。实验结果验证了理论模型,同时验证了人体半规管中,壶腹嵴具有振动感知的能力和作用。

关键词：半规管壶腹嵴仿生毛发传感器含金属芯PVDF纤维振动传感

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