山东省自然科学基金(ZR2011FQ025)
- 作品数：14 被引量：109H指数：6
- 相关作者：姜明顺隋青美贾磊赛耀樟路士增更多>>
- 相关机构：山东大学兖矿集团有限公司山东师范大学更多>>
- 发文基金：山东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：电子电信自动化与计算机技术航空宇航科学技术一般工业技术更多>>
- 基于光纤光栅传感器的复合材料损伤识别系统被引量：11
- 2014年
- 利用光纤布拉格光栅(FBG)构建了传感器网络;结合小波分解与重构算法、频谱分析和支持向量多分类机算法研究了碳纤维复合材料板损伤的模式识别算法。首先,对带有不同损伤模式的复合材料结构进行冲击试验,探索损伤模式与信号特征之间的关系。然后,对信号进行小波分解与重构去除基线干扰;采用傅里叶变换频谱分析提取信号幅频特性,构建了复合材料结构损伤模式识别方法。最后,将提取的信号幅频特性作输入,复合材料结构损伤模式作输出,利用支持向量多分类机,实现了复合材料结构损伤模式识别。在500mm×500mm×2mm的碳纤维复合材料板中心,选定200mm×200mm的实验区域,对30组测试样本进行了损伤模式识别。实验结果表明:29组损伤模式得到了准确识别,正确率为96.7%。研究结果为碳纤维复合材料板的损伤模式识别提供了一种可靠的方法。
- 路士增林兰波姜明顺贾磊隋青美赛耀樟
- 关键词：光纤传感器光纤布拉格光栅复合材料模式识别小波分析
- 基于FBG传感网络和时间反转聚焦的多源冲击成像定位技术研究被引量：2
- 2014年
- 针对传统冲击监测系统存在无法定位多源冲击、组网难和精度低等问题,设计了一种基于光纤Bragg光栅(FBG)传感网络和时间反转聚焦成像冲击定位方法。在分析时间反转聚焦成像定位原理的基础上,建立由4个FBG组建的传感网络监测系统,通过窄带激光边缘滤波实现信号解调。利用Shannon小波变换提取特定频率的窄带信号,并计算信号模值及速度。通过建立时间反转聚焦模型实现多源冲击搜索定位及成像,并在监测区域为400mm×400mm的航空铝合金板结构上进行验证。结果表明,本文方法可实现冲击定位,定位误差小于15mm,为冲击监测提供了一种新的高精度方法。
- 赛耀樟姜明顺隋青美路士增贾磊
- 基于纳米覆膜光纤F-P传感器的折射率光谱特性
- 2013年
- 采用层层组装和化学共价交联的方法对光纤Fabry-Perot(F-P)干涉传感器的端面进行了纳米聚电介质覆膜修饰,并实验研究了覆膜后传感器的折射率响应光谱特性。选择聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDDA)和聚苯乙烯磺酸钠(PSS)为纳米覆膜材料,随着覆膜层数的增加,光纤F-P传感器的反射谱对比度呈现由高到低,再到高的规律,且反射谱对比度具有良好的温度稳定性。选取覆膜层数为20双层的光纤F-P传感器对一系列浓度的蔗糖和无机溶液进行了折射率光谱响应测试,实验测得折射率检测拐点由1.457延伸至1.4623,对低折射率物质的折射率灵敏度为24.53dB.RI-1,对高折射率物质的折射率灵敏度为3.60dB.RI-1,且均具有良好的线性。研究结果为光纤F-P传感器对低折射率物质的功能化检测提供了新方法。
- 姜明顺李秋顺隋青美贾磊彭蓬
- 关键词：折射率自组装生物传感器
- 基于飞秒激光制备的光纤Fabry-Perot折射率传感器被引量：11
- 2013年
- 在对光纤Fabry-Perot(F-P)传感器多光束干涉原理仿真分析的基础上,利用波长为800nm的飞秒激光脉冲在普通单模光纤(SMF)上制备微型传感器,并对其折射率响应性能进行了实验测试。理论分析表明,在低、高折射率区域,F-P传感器的反射谱对比度随着折射率的增加分别呈现先降低后增加的趋势(折射率高低分界点1.457)。飞秒激光的制备方法通过计算机控制腔长等可以进行参数可选择的微型光纤F-P传感器的制作。利用制备的传感器对一系列不同折射率的溶液进行了折射率响应测试实验,测试结果表明,传感器反射谱对比度对低折射率物质(折射率小于1.457)的灵敏度为27.65dB/RI,对高折射率物质(折射率大于1.457)的灵敏度为3.50dB/RI,且均具有良好的线性响应。
- 蓝若明姜明顺
- 关键词：折射率
- 光纤光栅变压器绕组温度在线监测技术被引量：10
- 2012年
- 对电力变压器的绕组温度在线监测进行了研究与探讨,利用光纤光栅设计了温度传感器,基于体积相光栅和嵌入式微控制器STM32构建了变压器绕组温度在线监测系统。该系统具有测温精度高、易于组成传感器网路等特点。在试验中,引入二等标准水银温度计与构建的温度监测系统进行对比。试验结果表明,温度监测系统的温度测量具有良好的准确性和稳定性。传感器温度响应灵敏度为10.2 pm/℃,系统稳定性优于0.1℃,为电力变压器的温度实时监测提供了一种新的可靠手段。
- 张法业郑美松刘思峰曹玉强隋青美姜明顺
- 关键词：变压器绕组光纤光栅温度
- 基于小波变换和支持向量多分类机的光纤布拉格光栅低速冲击定位系统被引量：14
- 2014年
- 利用光纤布拉格光栅(FBG)构建传感器网络,结合小波变换、频谱分析和支持向量机分类算法,对碳纤维复合材料板低速冲击区域定位进行了研究。根据划分区域进行冲击试验,探索冲击区域与信号特征之间的关系。在对低速冲击信号进行小波变换去除基线干扰的基础上,采用傅里叶变换提出提取冲击信号幅频特性作为信号特征进行低速冲击区域定位识别的方法,将提取的信号幅频特性作输入、冲击区域类别作输出构建支持向量多分类机实现低速冲击区域定位识别。实验结果表明:在500mm×500mm×2mm的碳纤维复合材料板上对36个测试样本进行低速冲击区域定位识别,实现33个低速冲击区域准确定位,正确率达90%以上,低速冲击定位系统的区域识别精度为40mm×40mm,且每个区域定位时间小于1011ms。研究结果为碳纤维复合材料板的低速冲击区域定位检测提供了一种科学可靠的方法。
- 路士增姜明顺隋青美赛耀樟曹玉强张法业贾磊
- 关键词：光栅小波变换信号特征提取
- 高频CO_2激光脉冲写入PCF-LPFG传感特性研究被引量：2
- 2012年
- 采用高频CO2激光技术在柚子型光子晶体光纤(PCF)上写入长周期光纤光栅(LPFG),并对其温度、应变和弯曲特性进行了实验研究。实验测得,PCF-LPFG谐振波长的温度和应变灵敏度分别为0.002nm/℃和0.001 8nm/με,谐振峰损耗值对温度和应变不敏感。由于高频CO2激光写入为单侧写入,导致PCF-LPFG透射谱的弯曲特性与方向和曲率直接相关。选择弯曲灵敏度较大的方向进行了弯曲测试,测得在一定的曲率范围内,PCF-LPFG的谐振波长及谐振峰损耗值的灵敏度分别为-5.45nm/m-1和3.32dB/m-1。基于PCF-LPFG的透射谱温度不敏感特性,本文为制作不受温度影响的应变和弯曲传感器提供了新的方法。
- 姜明顺隋青美贾磊彭蓬
- 基于镀铜长周期FBG的波长可调谐环形光纤激光器被引量：1
- 2011年
- 将采用化学镀铜膜技术封装的长周期光纤光栅(LPFG)串入环形腔中,设计了一种新颖的波长可调谐掺Er3+光纤激光器(EDFL)。铜镀膜(化学涂镀)的LPFG在激光器环腔中用作带阻滤波器,利用恒电流源调节LPFG所处温度场,影响LPFG透射谱,改变激光器环形腔增益最高点,实现输出激光波长的可调谐。在LPFG环境温度调谐20～180℃的范围内,EDFL波长可调谐范围可达20.72nm(1560.35～1581.07nm),3dB带宽小于0.02nm,20dB带宽小于0.06nm,边模抑制比大于38dB。长时间观测,激光输出波长功率稳定性优于0.02dBm。结果表明,该EDFL具有易调谐、线宽窄及性能稳定等特点。
- 姜明顺孟玲隋青美贾磊彭蓬赵增玉
- 关键词：波长调谐
- 基于数据模板匹配算法的FBG冲击定位系统被引量：6
- 2014年
- 利用光纤Bragg光栅(FBG)构建传感网络,结合其频谱特性和数据模板匹配处理方法,对碳纤维复合材料(CFRP)板低速冲击区域定位进行了研究。对同一测点进行等能量两次冲击,结果表明,同一测点的两次冲击信号幅频特性之间具有高度相似度。改变冲击位置,观测冲击位置与信号特征之间的关系。依据冲击信号幅频特性,构建低速冲击数据模板库。采用数据模板匹配算法,寻找最大相似度,实现冲击位置识别。实验结果表明,在500mm×500mm×2mm的CFRP板上对任意10个待测点进行低速冲击试验,均实现了准确定位,区域定位精度为80mm×80mm。研究结果为CFRP板的冲击定位检测提供了一种可靠的方法。
- 路士增姜明顺隋青美赛耀樟金中薇张法业贾磊
- 关键词：信号特征提取
- 强度解调的光纤光栅振动检测硬件电路设计及实验研究
- 2014年
- 在分析光纤光栅动态解调方式的基础上,设计了一种基于ASE光源边缘解调技术的高速FBG硬件解调电路。在详细分析光电转换及放大电路元件器性能参数的基础上,选择光电管FDSP625及放大器LTC6240作为该高速光纤光栅解调硬件电路的核心元器件,实现了该电路元器件之间的优化匹配,提高了该硬件解调电路的解调精度。构建光纤光栅动态检测平台,详细验证了该光纤光栅硬件解调系统的频率响应特性。实验数据表明该光电解调电路静态白噪声在500 mV内;在0 Hz^1000 Hz频率范围内,可以较好的响应外界频率的变化。
- 陈树芳张法业姜明顺隋青美贾磊
- 关键词：光纤光栅光电检测
