江苏省科技支撑计划项目(BE2011181)
- 作品数：11 被引量：48H指数：4
- 相关作者：梁大开曾捷周雅斌张晓丽张倩昀更多>>
- 相关机构：南京航空航天大学信阳师范学院东南大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金江苏省科技支撑计划项目中国航空科学基金更多>>
- 相关领域：电子电信自动化与计算机技术理学一般工业技术更多>>
- 基于图论及应变花的光纤自诊断网络可靠性研究被引量：3
- 2013年
- 以某飞机机翼盒段上布置的对结构应变分布进行监测的光纤Bragg光栅自诊断传感网络为例,对提高光纤自诊断网络系统的可靠性方法进行了研究.在传感器排布方式上,对监测点采用光纤应变花的形式;在网络连接上,采用图论中邻接矩阵的方法通过使光开关动作为失效传感器寻找新的解调路径,实现信号的重新解调.结果表明,采用图论中对邻接矩阵的运算同传感器容错技术相结合,可使光纤网络系统在一根或几根传感器信号同时失效时,在不破坏结构的前提下,仍能利用受损区域内存活的光纤传感器,完成自诊断网络的自修复,达到提高网络可靠性的要求.
- 张晓丽乔月凤梁大开
- 关键词：图论自修复可靠性
- 健康监测系统中光纤传感器网络优化布置研究被引量：4
- 2014年
- 针对健康监测系统中不合理的传感器布置将影响传感器数据采集的有效性,降低监测系统的精度,以基于光纤Bragg光栅(FBG)传感器网络的结构健康监测系统为研究对象,采用逐步积累法,对系统中传感器网络的优化排布方法进行了研究。首先采用Ansys力学仿真软件建立了试验件的有限元模型并进行了加载试验,然后采用仿真获得的数据对传感器排布位置进行了优化,最后按照仿真研究获得的传感器优化位置在试验件上进行了试验研究。结果表明,试验同仿真结果具有很好的一致性,相对于原始传感器网络的排布方案,在相同的系统监测精度下,优化后的传感器排布方案可以采用更少的传感器;如果采用相同数量的传感器,优化后的传感器排布方案可以获得更高的监测精度。
- 张晓丽梁大开崔东辉李彩玲范春凤
- 关键词：传感器网络
- 电能表自动化检定压接端子温升监测系统被引量：4
- 2014年
- 提出了一种基于双套管结构光纤光栅封装探头形式,研究了基于该封装探头形式下光纤光栅测量温度的同时屏蔽外力影响;在电能表压接触头上布置双套管结构光纤光栅测温探头,通过光缆及光学分路器将传感器连接,并通过主光缆接到控制室的光纤光栅解调仪上,再通过监控软件对信息进行处理,从而构建了电能表压接温度监测系统;研究表明该系统不仅满足强电磁场环境下对温度监测实时性和精确性的要求,还可以屏蔽外部应力对温度监测的影响;温度监控软件对实时的温度信息处理,可以实现温度的图形显示、列表显示,超温时的报警显示等功能。
- 刘建黄奇峰王忠东蔡奇新曹海东曾捷
- 关键词：光纤光栅温度监测电能表检定
- 内置调制层型光纤表面等离子体波共振传感器研究被引量：2
- 2013年
- 研究了一种基于内置调制层结构的光纤表面等离子体波共振(SPR)传感器。通过在金膜与纤芯的内侧增覆具有不同厚度和属性的光学透明薄膜作为内调制层,构成了性能独特的光电复合薄膜,起到调节倏逝波矢量和金膜表面等离子体振荡波矢量的双重作用,进而控制共振效应,为调节灵敏度提供依据。采用时域有限差分方法对内置调制层结构光纤SPR共振激励模型属性进行数值仿真。在此基础上,研制了用于液体折射率测量的内置调制层型光纤SPR传感探针。实验结果表明,该传感器在1.335～1.392折射率范围内,随着待测液体折射率的增大,SPR共振光谱向长波方向偏移,且灵敏度达到2263.1nm/RIU,与基于纤芯-金膜-环境介质三层结构的常规光纤SPR传感器相比提高一倍,能够更好地满足环境折射率检测的需求。
- 孙晓明曾捷张倩昀穆昊周雅斌
- 关键词：光纤光学折射率
- 基于光纤传感水热平衡法测量碳纤维圆筒结构的热扩散系数被引量：4
- 2013年
- 基于光纤布拉格光栅和傅里叶热传导方程提出了一种实现复合材料圆筒结构热扩散系数测量的水热平衡法,并进行了理论分析和实验研究。当圆筒结构内部流体温度升高,由初始低温平衡状态向高温平衡状态过渡,其内部流体热量从内向外传递,由于热阻的存在,而使内外壁呈现不同的温度特性,导致内外壁温度分布呈现差异性;依此原理,利用光纤布拉格光栅温度敏感特性,获取中心波长与温度函数关系及中心波长与时间函数关系,确定圆筒结构温度分布函数;根据傅里叶一维导热方程和边界条件即可求得结构热扩散系数。实验表明,升温测量与降温测量结果具有一致性,证明了该测量方案的可行性与可靠性。该测量系统具有传感元件简单、稳定性好、可操作性强等优点,为此类圆筒结构热扩散系数测量提供了一种新颖可行的方法。
- 周雅斌曾捷张倩昀石庆华李继峰曹海东张先辉
- 关键词：热扩散系数碳纤维复合材料光纤布拉格光栅
- 契形结构光纤表面等离子体共振传感器研究被引量：14
- 2013年
- 提出了一种契形端面结构的光纤表面等离子体共振(SPR)传感器激励模型.采用时域有限差分法对契形SPR波导的共振模型进行数值模拟,通过在光纤出射端抛磨契形角度并进行敏感膜修饰,制出具有契形端面结构的类Kretschmann微棱镜式光纤SPR传感器,实现激发SPR的光波调制.结果表明,在1.3330—1.4215折射率范围内,制备的契形光纤SPR传感器相对于常规光纤SPR传感器,其平均灵敏度提高了近1—6倍,1倍和6倍分别出现在小角度结构(15°契形)传感器和大角度结构(60°契形)传感器,且仍保持10-5等级的分辨率.该类型结构的传感器具有契形端面激励模式,设计灵活性高、制备工艺简单、可微量检测样本等优点,能够很好地适应于不同环境和测量条件的实际生化检测、环境监测需求.
- 冯李航曾捷梁大开张为公
- 关键词：光纤传感器表面等离子体共振
- 基于多主体协作技术的光纤Bragg光栅传感器网络自修复实现
- 2014年
- 针对光纤布拉格光栅(FBG)传感器监测飞机机翼盒段试验件上的静态载荷,对多主体协作技术实现结构健康监测中光纤Bragg光栅传感器网络的自修复性进行研究。当某个主体的光纤Bragg光栅传感器发生故障时,首先,传感主体依据采集到的传感器信号利用支持向量回归机算法对外部载荷位置进行预测,然后系统协作主体对两个主体的预测结果进行协作,共同对故障传感器信号进行修复,最终获得损伤位置的识别结果。研究表明:多主体协作之后的损伤位置平均识别精度比单独采用任何一个主体的平均识别精度都高,可以对失效传感器信号进行一定的补偿、修复。
- 张晓丽张斌梁大开余本海李冉曾捷范春凤
- 关键词：光纤光学传感器光纤BRAGG光栅结构健康监测多主体自修复
- 光纤SPR湿敏传感器及其共振光谱特性研究被引量：7
- 2012年
- 提出并研制了基于光纤SPR传感探针的新型湿敏传感器。首先研究了光纤SPR传感探针对环境湿度变化的敏感特性,在此基础上提出在光纤SPR传感探针表面增覆不同厚度且具有水分子吸附功能的PVA薄膜来实现环境相对湿度的监测。研究结果表明,增覆双层PVA薄膜的光纤SPR传感探针在高湿区具有较好监测效果,其共振强度对应的相对湿度测量灵敏度达到1.59%/%RH,较光纤SPR探针呈现显著提高。而增覆单层PVA薄膜的光纤SPR传感探针在高湿区共振波长对应的相对湿度监测灵敏度达到2.411nm/%RH。此外所提出的新型光纤SPR湿敏探针在PVA薄膜失效后经过特殊工艺处理仍可重复镀膜使用。
- 张少华曾捷孙晓明穆昊梁大开
- 关键词：光纤传感器湿敏特性
- 布里渊频移响应特性及其灵敏度调制方法研究
- 2014年
- 为研究基于布里渊光时域反射测量原理的分布式传感光纤在工程应用中的温度和应变交叉敏感问题,首先采用介质中声学声子非弹性光散射理论,建立了布里渊频移与光纤所受应变和温度的理论关系模型,并数值模拟了纤芯材料属性与内置调制膜层参数对光纤布里渊频移应变、温度灵敏度的影响,得到当纤芯折射率增大、纤芯泊松比减小或内置调制膜层与裸纤间隙增大时,布里渊频移应变和温度灵敏度均减小;而当纤芯折射率、纤芯弹性模量减小或内置调制膜层热膨胀系数增大时,布里渊频移应变和温度灵敏度均增大。在此基础上搭建了布里渊散射测量系统,并选择了同时具备温度增敏与应变减敏特性的内置调制膜层型分布式光纤进行验证试验,试验结果与仿真分析一致。
- 章晓燕曾捷周鹏石庆华梁大开张倩昀周雅斌
- 关键词：光学测量灵敏度
- 基于长周期光纤光栅横向负载特性的混凝土结构钢筋锈蚀监测被引量：8
- 2013年
- 在研究长周期光纤光栅(LPFG)谐振透射光谱对横向负载变化的敏感特性的基础上,提出了将锈蚀过程中钢筋体积膨胀状态与LPFG光谱特性相结合的传感理论,设计了一种基于LPFG横向负载测量的钢筋锈蚀监测传感器。利用LPFG透射光谱检测技术,对钢筋锈蚀过程中不同锈蚀状态所对应的LPFG透射光谱曲线族进行分析,得到LPFG透射光谱随钢筋锈蚀量的变化关系,进而获得LPFG谐振峰幅值变化量与钢筋锈蚀程度之间的对应关系。该方法通过对钢筋锈蚀状态进行直接监测,可实现对钢筋结构的全体积精确监测。
- 刘宏月梁大开韩晓林
- 关键词：传感器长周期光纤光栅钢筋锈蚀光谱分析
