武汉市青年科技晨光计划(20065004116-20)
- 作品数：7 被引量：43H指数：4
- 相关作者：王俊杰姜德生梁宇飞黄俊斌张丰涛更多>>
- 相关机构：武汉理工大学中国人民解放军海军工程大学更多>>
- 发文基金：武汉市青年科技晨光计划国家重点基础研究发展计划国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：电子电信理学交通运输工程一般工业技术更多>>
- 带加速度补偿平面型光纤光栅水听器探头技术的研究被引量：2
- 2009年
- 针对平面型光纤Bragg光栅(Fiber Bragg Grating,缩写为FBG)水听器探头加速度响应明显,影响它对正常声压进行探测的需求,提出了采用加速度补偿措施进行加速度去敏这一有效方法。从理论和实验上分析研究了带加速度补偿平面型光纤FBG水听器探头的结构灵敏度、灵敏度频率响应特性和加速度响应特性。结果表明:采用加速度补偿措施后,单位加速度(1m·s^(-2))响应输出的等效作用声压由2.52～3.26 Pa降为0.0758～0.217 Pa。同时,探头结构灵敏度由28 fm/Pa减小为20 fm/Pa,动态谐振频率由6.2 kHz增高为6.52 kHz。谐振频率的增加有助于提高水听器系统的动态响应特性,而结构灵敏度的降低,可以通过提高FBG动态波长解调仪的灵敏度来进行补偿。本来,光纤光栅或光纤光栅激光水听器系统可探测灵敏度主要由解调仪灵敏度决定,而不是由探头结构灵敏度决定。所以,该加速度补偿措施具有很大的实用性。
- 王俊杰姜德生谢官模梁宇飞黄俊斌
- 关键词：加速度补偿光纤光栅水听器平面型探头光纤BRAGG光栅
- 带温度补偿基于薄壁圆筒结构的光纤光栅压力传感器被引量：8
- 2009年
- 阐述了一种带温度补偿、基于薄壁圆筒结构的高量程光纤光栅(FBG)压力传感器.薄壁圆筒直接作为弹性体,在压力作用下产生轴向位移来拉动压力敏感光纤以实现压力传感;通过被动温度补偿和残留温度效应主动实时修正来共同消除薄壁圆筒和压力敏感FBG的温度漂移;同时,对带温度补偿的FBG压力传感器的温度稳定性进行了讨论,给出了理想情况下该系统可达到的最优温度稳定性及决定因素.研究结果表明:基于30CrMiSiA材料管道结构的FBG压力传感器可以进行压力传感,其重复性为0.505 2%;回程误差为4.006%;线性度为0.285 5%;传感器精度为±2.639 8%;基于温度补偿进行温度去敏也有很好的效果,在-30～100℃范围内,该系统的温度稳定性因子为9.079 6%;随着实验温度范围减小至0～60℃,系统温度稳定性因子也减小至4.0%.
- 王俊杰张丰涛刘波姜德生
- 关键词：光纤光栅压力传感器温度补偿薄壁圆筒温度稳定性
- 一种平面型光纤光栅水听器探头技术的研究被引量：10
- 2007年
- 阐述了一种平面薄板结构的平面型光纤Bragg光栅(Fiber Bragg Grating,缩写为FBG)水听器探头的工作原理,从理论和实验上分析研究了该探头的结构灵敏度、频率响应特性以及加速度响应特性。平面圆形薄板采用不锈钢,尺寸为:直径15 mm、厚度0．15 mm,探头为圆柱型,尺寸为:直径17 mm、长20 mm。对于该尺寸结构的FBG水听器,探头静态灵敏度可达23 fm/Pa,比裸光栅增敏7300倍;谐振频率为6．5 kHz,而且幅频特性在100 Hz～5．5 kHz频率范围内较为平坦;低频段加速度响应灵敏度为:58～75(fm·s^2/m),在1 m/s^2加速度作用下其输出等效(2．52～3．26 Pa)压力作用下的输出。该结构的探头也便于多路复用组成水听器阵列。该平面结构不仅可以组成光纤FBG水听器探头,同样可以组成光纤光栅激光水听器探头。对薄板的几何尺寸进行适当的调整,可实现不同量程、不同带宽的水声压力测量。
- 王俊杰姜德生谢官模梁宇飞黄俊斌
- 关键词：光纤光栅水听器平面型探头光纤BRAGG光栅薄板结构
- 基于正弦机构力放大原理的高灵敏度光纤光栅压力传感器被引量：3
- 2006年
- 基于正弦机构力放大原理,设计研究了基于平面圆形薄板结构的新型高灵敏度光纤光栅压力传感器,研究表明,传感器的压力灵敏度可高达0.04711(pm/Pa),比裸光纤增敏了14989倍,可应用于超低量程压力的传感测量,而该封装结构易于传感FBG多路复用,组成传感器阵列。
- 王俊杰姜德生谢官模梁宇飞李军向黄俊斌
- 关键词：光纤传感器光纤光栅
- 差动式光纤Bragg光栅土压计及其温度特性的研究被引量：14
- 2007年
- 基于平面圆形薄板和悬臂梁组成一复合结构,实现了光纤Bragg光栅(FBG)压力传感器的差动式测量。结果表明:传感器分辨率为0.05%,重复性为0.14%,回程误差为0.38%,线性误差为0.24%,基本误差为±0.57%;以20℃为基准,在-20^+100℃,温度引起的零点漂移不超过满量程的1.9%,随着工作温度范围减小至-20^+50℃,零点温度漂移也减小至满量程的0.6%,在0^+30℃,温度特性非常好,零点温度漂移最大为满量程的0.07%。给出了进一步改善传感器压力传感特性和热稳定性的方法。
- 王俊杰姜德生梁宇飞付晓红刘胜春黄俊斌
- 关键词：光纤传感器压力传感器
- 差动式光纤光栅位移计及其温度特性的研究被引量：8
- 2007年
- 基于拉伸弹簧和悬臂梁组成一复合结构实现了光纤光栅(FBG)位移传感器的差动式测量,研究表明:传感器位移分辨率为0.05%,重复性为0.183%,回程误差为0.134%,线性误差为0.14%,基本误差为±0.326%;以20℃为基准,在(-30—+100℃),温度引起的零点漂移不超过满量程的2.86%;随着试验温度范围减小至传感器日常使用范围(-20—+60℃),零点温度漂移也减小至满量程的0.7%,传感器温度特性完全满足需求。最后,给出了传感器温度特性不一致的主要原因以及进一步改善传感器位移传感特性和热稳定性的方法,并指出改变悬臂梁和拉伸弹簧的几何尺寸就可实现不同量程、不同位移分辨力的测量。
- 王俊杰付晓红姜德生张丰涛
- 关键词：光纤光栅
- 非接触磁耦合光纤光栅位移传感器被引量：3
- 2008年
- 研发了一种基于光纤Bragg光栅(fiber Bragg grating,FBG)技术的非接触磁耦合位移传感器.两块扁圆柱型硬磁铁通过软铁连接起来,形成一U型传感探头.该U型探头与被测物形成一闭合磁路,实现间隙与磁耦合力的转换,再通过一平面薄板结构将磁耦合力转变为光纤FBG的轴向应变.通过理论和实验详细地分析研究了上述两个关键技术环节.研究表明:该非接触位移传感器为一非线性传感器,非线性主要是由于磁耦合力与间隙的平方成反比这一传感器固有特性以及漏磁,特别是漏磁随间隙增加而变大造成的.该非线性传感器的数据处理结果为:随机不确定度为0.23%;回程误差为0.376%;传感器综合误差为±0.606%.
- 王俊杰刘波张丰涛姜德生
- 关键词：光纤传感器光纤BRAGG光栅位移传感器非接触测量磁耦合
