山东大学自主创新基金(2010GN066)
- 作品数：14 被引量：87H指数：6
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- 新型耐高温FBG传感系统研究被引量：3
- 2011年
- 为解决传统的高温传感器不能满足对电解Al槽温等高温环境的实时在线测量问题,提出了基于波长调制的光纤Bragg光栅(FBG)高温传感系统,设计了一种新型封装结构的耐高温FBG传感头,具有体积小、灵敏度高和线性度好等特点;采用了基于InGaAs图像传感器衍射解调技术对光反射波长进行解调,缩短了系统的响应时间,提高了测量精度和稳定性。实验结果表明,本文系统在20～290℃的范围内,线性度达0.999 2,灵敏度为0.0259nm/℃,精确度为±0.6℃,分辨率为0.1℃,响应时间小于15s,温度最大波动范围为±0.7℃。
- 庞丹丹隋青美姜明顺
- 关键词：高温封装解调
- 基于衍射解调的新型光纤光栅高温传感网络被引量：8
- 2011年
- 基于光纤布拉格光栅(FBG)高温传感特性,设计了一种基于波长调制的耐高温光纤光栅传感网络。系统设计了新型封装结构的耐高温光栅传感头。并针对传统FBG传感网络结构可靠性低的缺点,设计了一种高可靠分布式传感网络结构。采用InGaAs图像传感衍射解调技术对光反射波长进行解调。20～290℃范围测试实验表明,所设计的传感网络温度响应曲线平均线性度达0.9991,灵敏度为0.0258nm/℃,测量精度达±0.6℃,响应时间小于16s,稳定性高,适用于实际工作环境中的高温测量。
- 庞丹丹隋青美姜明顺
- 关键词：光栅光纤布拉格光栅高温解调
- 基于纳米覆膜光纤F-P传感器的折射率光谱特性
- 2013年
- 采用层层组装和化学共价交联的方法对光纤Fabry-Perot(F-P)干涉传感器的端面进行了纳米聚电介质覆膜修饰,并实验研究了覆膜后传感器的折射率响应光谱特性。选择聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDDA)和聚苯乙烯磺酸钠(PSS)为纳米覆膜材料,随着覆膜层数的增加,光纤F-P传感器的反射谱对比度呈现由高到低,再到高的规律,且反射谱对比度具有良好的温度稳定性。选取覆膜层数为20双层的光纤F-P传感器对一系列浓度的蔗糖和无机溶液进行了折射率光谱响应测试,实验测得折射率检测拐点由1.457延伸至1.4623,对低折射率物质的折射率灵敏度为24.53dB.RI-1,对高折射率物质的折射率灵敏度为3.60dB.RI-1,且均具有良好的线性。研究结果为光纤F-P传感器对低折射率物质的功能化检测提供了新方法。
- 姜明顺李秋顺隋青美贾磊彭蓬
- 关键词：折射率自组装生物传感器
- 基于飞秒激光制备的光纤Fabry-Perot折射率传感器被引量：11
- 2013年
- 在对光纤Fabry-Perot(F-P)传感器多光束干涉原理仿真分析的基础上,利用波长为800nm的飞秒激光脉冲在普通单模光纤(SMF)上制备微型传感器,并对其折射率响应性能进行了实验测试。理论分析表明,在低、高折射率区域,F-P传感器的反射谱对比度随着折射率的增加分别呈现先降低后增加的趋势(折射率高低分界点1.457)。飞秒激光的制备方法通过计算机控制腔长等可以进行参数可选择的微型光纤F-P传感器的制作。利用制备的传感器对一系列不同折射率的溶液进行了折射率响应测试实验,测试结果表明,传感器反射谱对比度对低折射率物质(折射率小于1.457)的灵敏度为27.65dB/RI,对高折射率物质(折射率大于1.457)的灵敏度为3.50dB/RI,且均具有良好的线性响应。
- 蓝若明姜明顺
- 关键词：折射率
- 应用改进支持度矩阵模型的光纤光栅高温传感系统被引量：6
- 2012年
- 为了提高耐高温传感网络检测精度并优化其性能,针对传统光纤布拉格光栅(FBG)传感网络结构测量精度低及可靠性差的缺点,设计了一种高精度高可靠传感网络结构;并基于多传感器数据融合原理,构建了改进的支持度矩阵数据融合模型对初始采样值进行融合处理。实验结果表明,290℃时,应用改进的支持度矩阵模型的传感系统测温估计值总绝对误差为0.220℃,且估计值波动幅度较小;20～290℃范围内,系统精度达到±0.2℃;当传感器发生故障时,构建的支持度矩阵模型稳健性好,传感网络测温可靠性高。本文的高温传感系统具有精度高、可靠性好和抗干扰能力强等特点,适用于实际工程的温度测量。
- 庞丹丹隋青美姜明顺
- 关键词：高温传感网络
- 基于光纤光栅的铝电解槽温度在线检测系统被引量：13
- 2011年
- 针对现行铝电解生产过程中槽壳温度检测中存在的不足,通过分析铝电解槽热传导与散失,基于光纤光栅抗电磁干扰及耐腐蚀的优点,设计了新型温度传感器,并结合时分、波分复用技术构建了单槽104点实时温度监测系统。设计的FBG传感器测温范围为-20℃~400℃,精度为±2℃,监测系统巡检周期为20 s。系统所测得的温度为铝电解的工艺控制和槽况诊断提供了实时可靠的依据。
- 孟玲贾磊姜明顺苗飞隋青美钱建勋
- 关键词：铝电解槽在线监测
- 光纤光栅变压器绕组温度在线监测技术被引量：10
- 2012年
- 对电力变压器的绕组温度在线监测进行了研究与探讨,利用光纤光栅设计了温度传感器,基于体积相光栅和嵌入式微控制器STM32构建了变压器绕组温度在线监测系统。该系统具有测温精度高、易于组成传感器网路等特点。在试验中,引入二等标准水银温度计与构建的温度监测系统进行对比。试验结果表明,温度监测系统的温度测量具有良好的准确性和稳定性。传感器温度响应灵敏度为10.2 pm/℃,系统稳定性优于0.1℃,为电力变压器的温度实时监测提供了一种新的可靠手段。
- 张法业郑美松刘思峰曹玉强隋青美姜明顺
- 关键词：变压器绕组光纤光栅温度
- 一种新颖的双边缘滤波光纤布拉格光栅解调技术被引量：19
- 2011年
- 设计了一种基于机械感生长周期光纤光栅(MI-LPG)的双边缘滤波光纤布拉格光栅(FBG)传感解调方案。采用不同写制参数制作了谐振边带对称交迭,谐振峰值和带宽相同的两个MI-LPG作为滤波器,利用反射FBG信号通过不同光谱特性的滤波器时输出不同光强的比值对数算法确定被测波长。实验表明,本解调方法能够精确、稳定地实现FBG传感信号的解调,动态范围可达5 nm,解调系统线性拟合计算值和光谱仪所测波长值的均方差为6 pm,线性度好,精度高。
- 姜明顺孟玲隋青美彭蓬赵增玉
- 关键词：解调
- 基于双LPFG解调的高灵敏度振动检测系统被引量：9
- 2011年
- 基于边缘滤波解调原理,提出了一种利用双长周期光纤光栅(LPFG)解调光纤布拉格光栅(FBG)振动传感信号的新方法。利用传输光谱叠加后的双LPFG作为边缘滤波器,增大了FBG传感信号解调灵敏度。静态实验结果表明,利用单、双LPFG作为滤波器解调的灵敏度分别为-1.196 5dB/nm和-2.483 6dB/nm,双LPFG解调的灵敏度约是单LPFG解调灵敏度的2倍。设计制作FBG振动传感器,利用双LPFG作为滤波器进行了FBG振动传感信号的解调实验,结果表明,传感器的动态响应时域信号及频谱与激振信号吻合很好,并具有良好的冲击振动响应。
- 姜明顺孟玲隋青美彭蓬赵增玉
- 关键词：边缘滤波高灵敏度
- 高频CO_2激光脉冲写入PCF-LPFG传感特性研究被引量：2
- 2012年
- 采用高频CO2激光技术在柚子型光子晶体光纤(PCF)上写入长周期光纤光栅(LPFG),并对其温度、应变和弯曲特性进行了实验研究。实验测得,PCF-LPFG谐振波长的温度和应变灵敏度分别为0.002nm/℃和0.001 8nm/με,谐振峰损耗值对温度和应变不敏感。由于高频CO2激光写入为单侧写入,导致PCF-LPFG透射谱的弯曲特性与方向和曲率直接相关。选择弯曲灵敏度较大的方向进行了弯曲测试,测得在一定的曲率范围内,PCF-LPFG的谐振波长及谐振峰损耗值的灵敏度分别为-5.45nm/m-1和3.32dB/m-1。基于PCF-LPFG的透射谱温度不敏感特性,本文为制作不受温度影响的应变和弯曲传感器提供了新的方法。
- 姜明顺隋青美贾磊彭蓬
