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| 1 | FBG细径形状传感器的应变传递和精度实验显示文摘细径形状传感器在医学上有多种潜在的应用,如乳腺肿瘤胸部穿刺针的定位、肠道内窥镜的形状显示、心脏血管导管的定位等,其形状重建和末端定位精度一直是研究者关心的主要问题之一。为了提高光纤光栅形状传感器的形状重建精度,本文研究了沿基材母线等间隔分布的FBG形状传感器的应变传递规律并对其进行实验验证。此形状传感器利用环氧树脂胶将FBG封装至镍钛合金丝表面,形成FBG形状传感器的基材-黏结层-光纤-黏结层的四层复合材料结构。根据光纤光栅传感器应变传递力学简化模型,推导出相应的平均应变传递率公式;分别研究光纤至基材中心距、黏结层长度、厚度和弹性模量对光纤光栅传感器平均应变传递率的影响。实验结果表明,封装后的光纤光栅传感器平均应变传递率在有效范围内随着基材长度的增加而增加,黏结层外径的增加对其影响不大,验证了理论模型的可用性。将应变传递率引入形状重建中,改进了FBG形状传感器的形状重建算法,末端相对定位精度由原来的3.5%提高到2.7%。 | 章亚男 范迪 沈林勇 吴仲台 钱晋武 | 2019 | 光学精密工程2019，27，7： | 20 |
| 2 | 表面粘贴布拉格光纤光栅传感器的应变传递耦合机理研究显示文摘建立表面粘贴布拉格光纤光栅(FBG)传感器、黏结层、被测物体三者间应变耦合传递的分离式模型,推导得出FBG测量应变与被测应变真值之间的修正关系。通过有限元模拟和实验,验证该理论模型的精确性,并在不同粘贴条件下讨论理论解的精确程度和适用性。结果表明:理论值与实验值稳合良好,误差普遍低于1.6%;应变感知率及精度与粘贴长度和涂层弹性模量呈正相关,与被测物体力学强度呈负相关;应变感知率对保护涂层、黏结层的几何特性不敏感,但其精度与两者呈负相关。研究成果对表面粘贴FBG应变测量、误差修正和传感器设计具有重要的参考意义。 | 权志桥 方新秋 薛广哲 胡秀坤 谷超 | 2020 | 中国激光2020，47，1： | 20 |
| 3 | 基于分布式光纤传感技术的结构变形估计方法研究显示文摘悬臂板是广泛应用于工程实践的常见结构形式,在航空航天、轨道交通、土木工程等领域均有重要应用,其变形监测问题一直是此类领域重要的研究内容之一。本文将矩形弹性悬臂薄板纯弯曲的一般问题作为研究对象,讨论求解该问题的方法,建立应变与位移的联系,并在线弹性小变形理论框架下,得到结构横向位移的有限差分表达式;采用具有高密度应变测量能力的分布式光纤传感器获取表达式所需的应变输入量,并提出了一种变形测量数据的误差修正策略;在金属悬臂梁弯曲试验中采用百分表进行对比,验证基于分布式光纤传感技术进行结构变形估计的技术可行性与测量的准确性。结果表明,结构变形估计值与百分表测量值的偏差最大为2.0 mm,占百分表示数的9.22%,分布式光纤传感技术可以实现结构变形估计,具有潜在的应用前景。 | 单一男 马智锦 曾旭 徐新生 武湛君 | 2021 | 仪器仪表学报2021，42，4： | 14 |
| 4 | 光纤布拉格光栅传感器应变传递耦合机理分析显示文摘建立了半平面体与光纤布拉格光栅传感器双向耦合的应变传递理论,得到表面粘贴式光纤布拉格光栅传感器测量应变与半平面体应变之间的关系.将理论解、有限元解和实验数据进行对比以验证该理论的正确性,并分析了应变传递率与半平面体弹性模量、半粘结长度的关系.结果表明:理论解与实验值非常接近,误差在4%以内,应变传递率随着半平面体弹性模量的增大、半粘结长度的增长而逐渐增大,对光纤布拉格光栅传感器的设计和应用具有一定的参考价值. | 吴入军 郑百林 陈田 常远 付昆昆 | 2017 | 光子学报2017，46，10： | 9 |
| 5 | 神经网络的光纤布拉格光栅传感器表面压力识别显示文摘针对传统压力传感器表面容易受到压力温度交叉影响导致表面压力数值整体识别精度不高的问题,提出基于神经网络的光纤布拉格光栅传感器表面压力识别技术。为了满足光栅传感器对表面压力识别的传感器灵敏度精度和压力精度要求,以膜片式结构,重新改造压力传感器设计结构,便于表面压力识别;通过引入BP神经网络,对传感器输入和输出参数重新进行系统建模,并对传感器温度和压力进行分别解耦操作,以适应所需压力量,解决传感器表面压力温度交叉敏感问题;最后通过对光纤布拉格光栅传感器表面压力传感部件的有限元分析,保证上述以神经网络基础对传感器温度压力分别解耦的有效性,从而实现传感器表面压力的高精度识别。实验结果表明,神经网络的管线布拉格传感器反射中心波长与压力线拟合性系数提高12. 57%,温度拟合性系数为0. 994 784符合标准,有效提高了传感器表面压力识别效果。 | 王玉晶 莫建麟 | 2019 | 激光杂志2019，40，5： | 3 |
| 6 | 双绞式受抑全内反射无源光纤液位传感系统设计(英文)显示文摘为满足某些国家工程的发展需要,比如说航天领域内,液态燃料液位监测作为飞行指标考核的一个关键参数,检测精度直接影响到各类飞行器的指标实现效率。基于塑料光纤弯曲损耗和受抑全内反原理,设计了一种可实现单点离散与多点连续的液位传感系统。理论分析后,使用实际器材验证理论分析,阐述了操作原则、系统结构和技术优势,分析了进行液位测量的可行性。根据理论分析的结果,基于已有器材搭建了离散和连续式液位传感系统,同时设计了一套实验装置并利用该装置对传感系统进行了验证实验。实验结果表明:所提出的新型液位传感系统不仅可以实现液位的测量,而且具有较好的测量一致性和易实现性。其中连续液位测量系统达到了测试量程450 mm,测试灵敏度为0.808 3μW/mm的液位测量。对工程应用领域的具有较好的参考意义。 | 张会新 冯丽爽 | 2017 | 红外与激光工程2017，46，12： | 1 |
| 7 | 活塞式菱形结构光纤布喇格光栅渗压传感器显示文摘为了适应矿井、大坝对渗压监测的需要,提出一种活塞和菱形传压结构相结合的光纤布喇格光栅渗压传感器,活塞把测试压力传递到菱形传压结构,菱形传压结构拉动其上下对称连接的弹性钢片,导致粘贴在弹性钢片上的光纤布喇格光栅中心波长产生变化.利用有限元方法在500kPa的测试环境中对顶角分别为90°、110°、130°、150°情况下菱形传压结构的应力特性进行分析,根据仿真参量研制了渗压传感器,并对该传感器进行了压力标定试验和温度补偿试验.实验结果表明:传感器对渗压的灵敏度为2.04nm/MPa,拟合度为0.997,重复性为0.9%,两个测压光栅温度灵敏度分别为0.023 33nm/℃、0.021 68nm/℃,温补光栅为0.009 916nm/℃. | 谢涛 孙恩钊 李川 赵振刚 李英娜 刘爱莲 张长胜 | 2017 | 光子学报2017，46，2： | 0 |
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