光纤传感器及其在常规兵器试验中的应用

介绍了光纤传感器的一般原理，详细了强度调制光纤压力传感器和波长调制温度传感器的传感机理。给出了光纤传感器在爆炸冲击波压力测量、爆炸燃烧和炮管的温度测量、环境湿度测量、爆炸速度测量中一些应用实例。     

基于微型光谱仪的光纤压力高速解调技术

为解决高超声速飞行器中大气压力传感系统的多通道、高精度、强环境适应性等技术需求问题,具有耐高温、易组网、高灵敏度、抗电磁干扰等优点的光纤压力传感技术成为航空航天压力传感领域的重要研究方向。提出一种基于微型光谱仪的光纤压力高速解调技术,该技术采用基于体相位光栅和线阵光电探测器的微型光谱仪作为光谱探测单元、Actel公司的片上SoC电路系统作为智能信息处理单元,融合数字滤波、线性拟合、曲线寻峰、信号重构等数据处理算法,完成光纤压力传感器高速解调系统研制,并搭建压力检测实验平台。试验结果表明:系统的压力测量范围优于260kPa,测量精度接近0.1%F.S.,分辨率为10Pa,动态响应可达5kHz。     

分布式光纤法布里-帕罗传感器在飞行器智能蒙皮中的应用

从智能蒙皮的概念出发,分析了光纤法布里-帕罗式结构的传感技术的技术原理,研究了在飞行器上装载分布式光纤传感器进行压力、温度等的实时传感、动态测量的工程实现方法,并探讨了其技术优势与发展方向。应用分布式光纤法布里-帕罗传感器可解决航电集成化、抗电磁干扰、减少负载等问题。     

一种EFPI光纤压力传感器的结构分析及零点稳定性

介绍了一种基于法布里-珀罗干涉原理的EFPI光纤压力传感器。详细分析了这种光纤压力传感器的原理、结构和解调方法;讨论分析了材料、结构以及制作工艺对零点稳定性的影响;探讨了传感器内部热应力的分布以及消除方法。该结构传感器在经历-40℃和400℃的严酷温度考验后,零点漂移小于3 nm。     

基于衍射光栅的光纤光栅传感器解调系统研究

研究并实现了一种基于双衍射光栅的光纤布拉格光栅（FBG）传感器解调系统。该解调系统的光路由准直镜、衍射光栅、柱面反射镜和光电探测器等器件组成。通过准直镜后不同波长的平行光束经过衍射光栅后在空间展开,通过柱面反射镜聚焦在光电探测器成像面上。该光路通过采用两块衍射光栅的方法在减小解调系统尺寸的同时提高光学空间分辨力,采用线阵探测器替代扫描机构从而简化系统结构。从理论上分析了光束经过该系统后的空间光强分布,根据光强的高斯分布采用多项式拟合的方法实现了反射光谱峰值定位算法。通过与高精度光谱仪的测量结果对比表明,该解调方法具有较高的波长解调精度和稳定性。     

提高膜片式F-P腔光纤压力传感器灵敏度的试验研究

膜片式F-P腔光纤压力传感器是基于法布里-珀罗干涉原理,采用微电子机械系统(MEMS)技术加工而成。在实际应用中,不同的测试环境对传感器灵敏度的要求各不相同,如果针对不同灵敏度,分别采用MEMS工艺批量化生产,则会造成生产成本过高,经济化效益降低。本文利用湿法腐蚀的方法对传感器进行膜片减薄试验,在一定范围内提高了传感器的压力灵敏度,从而满足了不同的测试需求。膜片减薄后,传感器的灵敏度可达34.2 nm/kPa,压力标定曲线的线性度为0.9997,传感器的非线性误差为0.05%,能够实现0~120 kPa(绝压)范围内压力的准确测量。     

使用光纤光栅和Raman散射实现对智能结构应变和温度的同时测量

提出了一种把光纤光栅和Ｒａｍａｎ散射相结合来实现对智能结构的应变和温度分布进行同时测量的方案,用测量只与温度有关的Ｒａｍａｎ散射得出的温度来解耦光纤光栅的反射中心波长对应变和温度的双重依赖关系,并着重分析了Ｒａｍａｎ散射与光纤光栅联合使用用时在空间分辨率上的匹配问题。     

基于光纤光栅传感的复合材料蒙皮结构修补监测研究

复合材料结构粘接修补是一项被广泛应用的工程技术。采用光纤光栅对复合材料蒙皮结构的损伤和粘接修补结构的全过程进行了实时监测,通过理论分析与试验相结合,发现光纤光栅传感器可对结构损伤进行识别,可对修补结构进行监测,并可评估修补结构的性能。基于光纤光栅传感的修补结构监测对飞机结构的修补评估、保障安全具有实际的工程价值。     

高温光纤压力传感器在南航通过鉴定

南京航空学院302教研室在国内首先研制成功GGY-1型高温光纤压力传感器,并已通过了部级技术鉴定。 该传感器主要用于航空发动机压气机及燃烧室的压力测量,也可用宋测量内燃机及压缩机的高温气流动态压力测量。其工作原理是:光导纤维将膜片感受的压力信号转换成光强调制信号,并传递到硅光电池变换成微电流信号,经微电流放大器、差分放大器放大后输出与压力呈线     

表面粘贴光纤光栅传感器的应变传递分析

光纤光栅传感器粘贴于航空结构的基体表面后,基体结构的真实应变与光纤光栅传感器测得的应变之间存在一个传递系数。本文根据应用环境,建立了＂基体结构—胶粘体—光纤传感器＂的应变传递简化模型,推导了裸光纤光栅传感器测得的应变与结构基体实际应变的比值,即应变传递率,并对影响传递率的各种参数进行分析和模拟,根据实际条件得到了粘贴的最佳参数。     

植入FBG的碳纤维复合材料全寿命周期结构状态研究

将光纤光栅传感器与碳纤维复合材料进行一体化集成设计,在碳纤维复合材料内部植入光纤光栅传感器,验证了埋置工艺的可行性,确认了其可实时监测环境温度值,研究了植入光纤光栅传感器后碳纤维复合材料的结构强度变化及光纤光栅的信号传递率。试验结果表明:碳纤维复合材料埋入光纤光栅传感器前后结构强度变化率小于10%,光纤应变信号传递率高于90%,光纤光栅传感器可以作为碳纤维复合材料结构进行从加工固化、使用过程直至破坏的全寿命周期的结构强度监测的有效手段。     

超小型压力传感器在动态测量中的应用与研究

介绍美国ＥＮＴＲＡＮ公司生产的ＥＰＩ型超小型动态压力传感吕,在全尺寸轴对称紊流发生器研制试验中应用过程中,对出现的一些问题作了技术性能的探讨,提出了相应的改进措施,并就压力传感器的安装及与测量系统的配备作了介绍。     

一种新型ZOC智能化测压系统

介绍一种国内最新的智能测压系统,这是一个模块化、小型化的电子压力自动扫描系统。它包括电子扫描阀、工作传感器组合、标准传感器、自动校准单元、放大电路、A/D转换、采样接口及单片微机系统。用它可以实现多点压力的实时数据采集与处理、实时对传感器的零点(Z)、工作点(O)、及标准点(C)等状态进行自动转换,并实时地对传感器的零点、灵敏度、线性度、温漂、时漂等误差进行自动补偿与修正。 对该系统的原理、结构特点及实验结果分析进行了简要叙述。这种系统测量精度高、自动化程度高,特别适用于航空发动机试车台及风洞试验中的压力测量与处理。     

加载条件下光纤光栅传感器温度影响特性

<正>光纤光栅传感器芯径细、质量轻、柔韧性好,同时又具有耐腐蚀、抗电磁干扰能力强等独特优点。因此,在土木建筑、石油化工、航空航天等领域得到了广泛的发展和应用。尤其是在航空航天的应用领域当中,由于航空结构经常工作在条件极为复杂的环境当中,如高温高压、振动冲击以及电磁干扰等,需要新型传感器来克服应用中的弱点。而光纤光栅传感器由于其具有众多优秀特点得到了研究者的青睐。光纤光栅传感器中心波长易受应变和温     

光纤F—P腔压力传感器的研究进展

光纤F—P腔压力传感器因其独有的优点广泛应用于军事、民用领域。国内外诸多高校、科研院所都在对其进行研究。本文介绍了光纤F—P腔压力传感器的研究进展,对全光纤结构F-P压力传感器、激光加工微型光纤压力传感器、二氧化硅膜片压力传感器的结构和制作过程进行了总结,并对利用MEMS制作压力传感器的工艺进行了详述,对比分析了不同加工工艺下传感器的性能及其优缺点。     

布拉格光栅植入角度对在复合材料中传感检测特性影响

植入到复合材料内部的布拉格光栅可用于监测复合材料内部应力应变及温度变化,但是现有研究里对于光栅植入过程中对光栅传感检测特性造成的影响却未见报道。在植入过程中,植入光栅与碳纤维存在的夹角将会产生内应力,这会对光栅传感检测效果产生影响。为了研究其影响规律,通过将光栅植入到准各向同性复合材料的不同层中,研究光纤与相邻预浸带中碳纤维之间的夹角对温度与应力检测特性影响。研究结果表明:光栅植入角度会对其温度和应变传感检测特性造成较大影响,当光栅与相邻预浸带碳纤维存在夹角时,光栅拉伸应变测量值与应变片测量值出现偏差,发生啁啾现象;同时光栅与相邻预浸带碳纤维的夹角越大,光栅温度检测曲线线性拟合度越差。     

发动机点火装置中的气压压力及气流压力校准

以压力传感器与数显仪表的测量原理为基础,简述了发动机点火装置中的气压压力及气流压力校准装置及校准方法,给出了测量不确定度的评定.     

脉动压力传感器研制

测量脉动压力用压阻式压力传感器，通过有限元应力分析求得灵敏度高，线性又好的双岛硅膜片结构；采用双面对准光刻工艺，各向异性腐蚀微机械加工制硅膜片等新技术。最后给出了脉动压力传感器的动、静态性能指标。     

光电缆的分布式温度传感网络

提出增加一根光纤光栅与光电缆绕制在一起，用于监测电缆中的实时温度。采朋有限元分析方法，建立了光电缆温度场模型。使用可调谐脉冲激光作为系统光源，在一条光纤上刻制多个相同中心波长的布拉格光栅，即采用全同光栅作为系统的温度传感器，当光电缆线路中温度发生异常时，反射回来的光栅中心波长发生偏移，通过检测反射光中心波长发生的偏移量可以确定光栅温度变化的大小。不同位置的光栅返回光信号所需的时间不同，通过检测和计算光返回的不同时间，可以计算出发生温度变化的光栅位置。实验结果表明，光栅的温度敏感性可以达到11．4pm／℃，光栅的测量温度与实际温度的误差在3％范围内。     

基于光纤光栅传感器的复合材料气瓶应变检测

针对复合材料气瓶应变检测的需求,提出了一种光纤光栅传感器植入碳纤维缠绕铝合金内衬的复合材料气瓶的方法,首先在室温下将光纤光栅传感器粘接在经过喷砂处理的铝合金内衬外表面,然后对粘接了光纤光栅传感器的铝合金内衬进行高温老炼,最后进行碳纤维缠绕和固化。开展了8只光纤光栅应变传感器植入复合材料气瓶的试验,其中6只传感器在复合材料气瓶150 ℃/1.5 h固化后保持存活,实现了复合材料气瓶固化、水压疲劳、高温试验等过程中的应变检测。结果表明,所提出的方法可以减小内衬的粗糙外表面导致的光纤光栅信号衰减,验证了光纤光栅传感器植入复合材料气瓶进行应变检测的可行性。