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偏振式光纤应变传感器的研究

介绍了一种采用高双折射光纤的可应用于智能复合材料  (本文共4页) 阅读全文>>

南京航空航天大学
南京航空航天大学

基于编入光纤传感器的三维编织复合材料性能研究

三维多向编织复合材料由于其本身所具有的优异性能,被称之为第三代纤维增强复合材料,广泛应用于航空航天等各领域,将光纤传感器编入三维编织复合材料结构中,可以实现编织结构内部性能参数的检测,有助于推进材料结构的健康状况、制作工艺和强度刚度性能预计的研究工作。本文从材料结构的设计思想出发,对光纤传感器编入三维编织复合材料结构内部的细观胞元模型、组分性能关系以及光纤传感技术用于编织材料性能的测试作了初步的理论和实验研究。 首先,建立了两种不同的光纤传感器编入三维编织复合材料结构方法下的内胞模型,研究了其内胞模型中光纤与纱线接触线形状以及体积关系,给出了胞元模型中不同组分的纤维体积含量的表达式,得出一些相应的结论。 从先前的几何分析出发,基于修正倾斜层板理论模型,推导了不同光纤传感器编入编织结构方式的刚度性能预计公式,计算了材料结构模型的弹性模量和泊松比,建立了 Michelson 干涉型传感测试实验系统进行实验。实验结果验证了修正倾斜层板...  (本文共135页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国地质大学(北京)
中国地质大学(北京)

分布式光纤应变监测系统研究

分布式光纤传感器具有传输距离长、抗电磁干扰能力强,能够较全面地获取监测目标体参数信息的特点,可实现长期在线分布式监测,适合长期实时监测大型结构体的变化。基于分布式光纤传感器的优点及国家对地质灾害监测技术发展的重视,论文在“十一五”国家科技支撑计划课题(2006BAC04B03)及中国地质调查局地质调查工作项目(1212010641008)的支持下开展布里渊分布式光纤应变监测技术的研究及仪器的研发。在光纤中传播的光会产生布里渊散射现象,布里渊散射光的频移与光纤所处温度环境和所受应变有关。论文通过对布里渊散射机理的介绍,说明了布里渊散射频移与应变和温度之间的关系,阐述了分布式光纤应变监测系统研制的理论基础。利用微波电光调制光相干检测技术,采用模块化设计,研制了分布式光纤应变监测系统样机。论文通过对背向布里渊散射光各种检测方案的对比,提出了分布式光纤应变监测系统的设计思路,确定了分布式光纤应变监测系统的结构框架,在此基础上,对监测系统...  (本文共138页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京航空航天大学
南京航空航天大学

三维编织复合材料性能及工艺的光纤测试技术研究

作为先进复合材料的一种,三维编织复合材料由于克服了层合复合材料层间脆弱的缺点,同时具有优异的整体性能和较高的强度、刚度、良好的抗冲击性能等优点,在航空航天等很多领域的应用日益广泛。但由于其编织工艺和固化成型工艺比较复杂,人们对它的认识还远远不够。目前对编织复合材料结构的健康状况、固化工艺的监测等相关研究还很少。本文探索采用光纤传感技术对三维碳纤维/环氧编织复合材料性能和工艺进行了测试研究。主要研究内容如下:1 对三维编织工艺进行了研究,提出光纤传感器编入编织复合材料的两种方法以及光纤的保护措施。采用四步法成功地将光纤传感器编入复合材料试件。随后研究了编织复合材料的固化成型工艺:树脂传递模塑(RTM)工艺。设计了含光纤编织试件的RTM固化成型系统,并成功地研制出编入光纤传感器的编织复合材料试件。2 对编入材料的光纤与编织复合材料的相容性进行了研究。将光纤编入编织复合材料中,对光纤的截止波长、数值孔径、模场直径和串音进行了检测。实验...  (本文共116页) 本文目录 | 阅读全文>>

天津大学
天津大学

光纤光栅应变传感及扩大应变传感范围的技术研究

光纤光栅以光纤为基础介质,以光纤中传播的光波波长变化为工作原理,在现代化光通信及光传感领域中广泛应用。光纤光栅作为传感元件,可测量应变、温度、位移、加速度、湿度等物理量,同时具有体小质轻、抗腐蚀、抗电磁干扰、全光传输等优点,受到人们的青睐。其中,光纤Bragg光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)使用最多,其研究主要集中于光纤光栅的创新应用和解调技术研究。论文以光纤光栅为研究对象,对其传感解调技术、在复合材料工程中的应用和在大应变测量方面的应用做了相关研究。主要研究内容和工作如下:1.从应变测量技术出发,总结分析了光纤光栅在应变测量方面的技术和应用;总结分析了大应变测量技术以及采用光纤光栅实现大应变测量的国内外现状。明确了课题研究方向和意义。2.以光纤光栅的光传输分析理论为基础,推导了光纤光栅在轴向均匀和非均匀应变下的传感模型;对光纤光栅传感器的应变传递规律进行了模拟分析和讨论;对光纤光栅传感解调技术进行了总结并...  (本文共156页) 本文目录 | 阅读全文>>

燕山大学
燕山大学

用于轧制力测量的微分光纤干涉式传感器的研究

机械工程中测量轧制力的方法有两种:应力测量法和传感器测量法。应力测量法,由于中性面难以确定及四个立柱受力不均等因素,有时引起较大误差。传感器测量法,测力传感器分为电容式、压磁式、电阻应变式。其中以电阻应变式为主流,但它的测量精度易受电磁、温漂等因素干扰。本文设计了一种微分干涉式光纤应变传感器,通过测量轧机内安装的弹性元件的应变来测量轧制力,其结构简单,精确度及灵敏度高,易于安装与使用。微分干涉式光纤应变传感系统由传感头、光路、光电转换电路、信号处理电路组成。本系统以安装于轧机内的弹性元件为第一敏感元件,把它的形变转换为光纤的应变,来调制光的相位。文中介绍了调制原理、选择弹性元件的原则,推导了传感头的数学模型。光相位的检测是采用萨格纳克微分干涉仪来实现的。文中设计了应用于本系统的干涉仪结构,推导了光路的数学模型。该干涉仪使调制相位被压缩了上百倍,提高了线性度,扩大了动态测量范围。对光强信号的检测,文中设计了集光电检测、电流-电压转...  (本文共76页) 本文目录 | 阅读全文>>