国家自然科学基金(51161120326)
- 作品数：28 被引量：98H指数：6
- 相关作者：梁大开曾捷裘进浩张晓丽季宏丽更多>>
- 相关机构：南京航空航天大学信阳师范学院南京林业大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家教育部博士点基金江苏高校优势学科建设工程资助项目更多>>
- 相关领域：电子电信理学一般工业技术自动化与计算机技术更多>>
- 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
- 基于监测波峰绝对积分的双折射光子晶体光纤环镜轴向应变传感器研究被引量：2
- 2013年
- 理论推导了双折射光纤环镜波长变化与轴向应变的公式,研究表明:双折射光子晶体光纤环镜轴向应变灵敏度比传统双折射光纤环镜大为减小。通过监测双折射光子晶体光纤环镜波长的变化,来实现轴向应变的测量就变得较为困难;且输出干涉光谱局部呈凹凸不平,波长监测容易导致数据测量误差。实验监测双折射光子晶体光纤环镜应变光谱,对应变光谱分析发现:随着应变增加,监测波峰下的绝对积分呈现减小的趋势。进一步精确计算分析发现:监测波峰下的绝对积分与应变成线性关系。基于此,提出了通过监测波峰下的绝对积分的变化,来实现轴向应变的测量。波峰下的绝对积分是表征各波长光强的综合性能指标,通过监测波峰下的绝对积分的变化,来实现轴向应变的测量,不仅可以克服双折射光子晶体光纤环镜监测波长变化的困难,而且还可以克服波长监测局部寻优导致的测量误差。
- 江莺曾捷梁大开汪学良倪晓宇章晓燕李继峰罗文勇
- 关键词：光子晶体光纤光纤环镜波长变化轴向应变绝对积分
- 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
- 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
- 输电线压接头损伤漏磁检测的有限元仿真与试验被引量：1
- 2015年
- 根据输电线压接头处的实际结构与检测要求,以直流电磁铁作为激励源,提出了一种新型的漏磁检测方式。运用ANSYS有限元分析方法建立了三维实体模型,模拟检测装置在输电线上的运动过程,得出扫描信号的特征,并仿真分析了提离、缺陷的轴向长度等因素对输出缺陷信号的影响。用线性霍尔传感器作为传感元件对仿真过程进行试验,得到的试验数据与仿真结果数据有相同的变化趋势。对LGJ-400/35钢芯铝绞线的压接头处进行了检测,说明了实际应用中影响缺陷信号的干扰因素。
- 陈曼云季宏丽程军裘进浩程衍伟
- 关键词：霍尔传感器漏磁检测有限元输电线
- 碳酸锂掺杂对PFN-PNN-PZT陶瓷微结构和电学性能的影响被引量：2
- 2014年
- 采用传统固相烧结法制备了(1-x)Pb[(Fe1/2Nb1/2)0.1(Ni1/3Nb2/3)0.45(Zr0.3Ti0.7)0.45]O3-xLi2CO3(PFN-PNN-PZTxLi,x=0、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%)压电陶瓷,研究了不同Li2CO3含量(x)对陶瓷微观形貌、相结构、介电、压电和铁电性能的影响。X射线衍射和扫描电子显微镜分析表明:制备的陶瓷样品均为单一钙钛矿结构,未探测到其他杂相;随着Li2CO3含量的增加,陶瓷的晶体结构从三方相向四方相转变。电学性能测试表明:Li2CO3掺杂几乎不影响PFN-PNN-PZT陶瓷的特征Curie温度,但能显著提高介电温度系数γ;随着Li2CO3掺杂量的增加,陶瓷压电常数d33和机电耦合系数kp降低,而相应的机械品质因数Qm和矫顽场Ec增大,说明Li2CO3表现为"硬性"掺杂特点;当x=1.5%时,1 200℃烧结2h的陶瓷具有相对较好的电学性能:d33=820pC/N,kp=0.63,相对介电常数εr=6 628,tanδ=0.028,介电温度系数γ=17%,Qm=52.6,Ec=4.48kV/cm。
- 杜建周裘进浩朱孔军季宏丽
- 关键词：电学性能温度稳定性
- 温度影响光纤光栅传感器性能蜕化机理及实验研究被引量：15
- 2012年
- 结构健康监测中,光纤布拉格光栅(FBG)传感器性能蜕化将会严重影响整个监测系统的稳定性和准确性。而高温、高压等恶劣条件,均可能导致FBG传感器性能蜕化。基于光纤光栅传感器温度传感原理,分析了温度引起光纤光栅传感器性能蜕化的机理,并通过软件仿真和相应温度循环实验,分别考察了温度对不同FBG传感器性能蜕化的影响。实验结果表明,温度对FBG传感器性能蜕化的影响与FBG传感器自身质量参数有关。对于普通FBG传感器,随着温度循环次数增加,反射光谱峰值逐渐降低;而对于刻写完成后,光纤中仍含有少量氢分子的FBG传感器,随着温度循环次数增加,反射光谱不仅峰值逐渐降低,而且中心波长逐渐发生蓝移。
- 周丽梁大开曾捷张晓丽金晶
- 关键词：光纤光学温度循环结构健康监测
- 基于光开关和图论的多主体协作光纤传感网络自修复方法研究被引量：7
- 2014年
- 针对多主体协作健康监测系统中光纤传感网络链路故障,提出了一种基于光开关和图论的光纤传感网络自修复方法。研究采用图论相关理论表述含光开关光纤传感器网络链路的连通情况,据此研究了光纤传感网络出现链路故障时光开关的切换策略,实现对失效光纤布拉格光栅(FBG)传感器信号的自修复。以航空铝板结构试验件为实验对象,针对光纤传感网络典型链路故障,对基于光开关和多主体协作的光纤传感网络自修复效果进行了对比实验。实验结果表明:在光开关和主体协作下,识别精度较没有修复时识别精度提高10.02mm,仅比网络结构完好时识别精度降低3.61mm,有效提高了载荷识别精度以及光纤传感网络的可靠性。
- 曾田梁大开曾捷张晓丽孟静
- 关键词：光纤光学光开关图论多主体协作自修复
- 监测点波长对高双折射光纤环镜轴向应变灵敏度的影响被引量：2
- 2013年
- 研究了高双折射光纤环镜监测点波长对轴向应变灵敏度的影响.经理论推导得出高双折射光纤环镜轴向应变灵敏度公式.结果表明:当高双折射光纤材料选定后,灵敏度随着监测点波长的增大而增大;当监测点选定后,监测点的灵敏度为常数,波长变化与应变成线性关系.实验选取不同波长的波峰进行应变灵敏度监测,对各监测点进行数据拟合,实验结果与理论分析一致.研究结果对提高高双折射光纤环镜应变、温度等灵敏度具有指导意义.
- 江莺梁大开曾捷倪晓宇
- 关键词：波长灵敏度监测点
- 切割-填充法制备粗压电陶瓷纤维复合材料驱动器被引量：4
- 2015年
- 采用切割-填充法制备了一种粗压电陶瓷纤维复合材料驱动器,该驱动器由叉指电极电路板、环氧树脂黏结层和粗压电陶瓷纤维复合材料层三部分组成。理论计算了粗压电陶瓷纤维复合材料的压电性能,并采用TF Analyzer 2000铁电分析仪和基于LabVIEW的动态应变采集系统测试了该驱动器的P-E回线和应变性能。结果表明:粗压电陶瓷纤维复合材料的理论压电常数d33和剩余极化强度Pr分别为634pC·N-1和31.4μC·cm-2。且在±1,000V正弦交变电压作用下,驱动器可以产生纵向和横向应变分别为30με和20με,即纵向和横向伸缩分别可达0.63μm和0.34μm。
- 温凯裘进浩季宏丽朱孔军
- 关键词：压电陶瓷驱动器叉指电极压电复合材料
