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分布式光纤振动传感技术及发展动态 被引量：19
1
作者 朱燕 代志勇 +2 位作者 张晓霞 刘宏明 黄春阳 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2011年第10期1072-1075,共4页
从工程结构安全监测到输油管线的维护以及地震监测,振动传感器发挥着重要作用,可以实现以往需要大量人力物力和时间的监测。而分布式光纤振动传感器具有许多优于传统振动传感器的地方,应用前景广阔,近年来成为光纤传感领域的研究热点。... 从工程结构安全监测到输油管线的维护以及地震监测,振动传感器发挥着重要作用,可以实现以往需要大量人力物力和时间的监测。而分布式光纤振动传感器具有许多优于传统振动传感器的地方,应用前景广阔,近年来成为光纤传感领域的研究热点。本文主要介绍了分布式光纤振动传感器的实现方法与相关技术,并展望了分布式振动传感技术未来的发展方向和应用领域。 展开更多
关键词 光纤光学 分布式光纤振动传感 干涉 光时域反射
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弯曲长周期光子晶体光纤光栅传感器的研究 被引量：9
2
作者 余先伦 张仔兵 +1 位作者 屈勇 舒纯军 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期571-575,共5页
为了研究弯曲长周期光子晶体光纤光栅传感器谐振波长漂移量与光栅弯曲形变的关系,采用耦合模理论和计算机模拟方法进行了理论计算和仿真研究,推导出弯曲光子晶体光纤长周期光栅谐振波长表达式,设计了一般弯曲长周期光子晶体光纤光栅传... 为了研究弯曲长周期光子晶体光纤光栅传感器谐振波长漂移量与光栅弯曲形变的关系,采用耦合模理论和计算机模拟方法进行了理论计算和仿真研究,推导出弯曲光子晶体光纤长周期光栅谐振波长表达式,设计了一般弯曲长周期光子晶体光纤光栅传感器系统模型,分析了弯曲长周期光子晶体光纤光栅传感器的基本工作原理,并计算了长周期光子晶体光纤光栅弯曲曲率、光栅有效折射率和谐振波长与弯曲应变的关系。结果表明,随着光栅弯曲形变的增加,光栅的曲率会增加,光栅传感器的谐振波长漂移量会增加,光栅每发生1με变化,光栅谐振波长的漂移量变化0.014nm。 展开更多
关键词 光纤光学 光子晶体光纤光栅弯曲传感器 光子晶体光纤光栅 弯曲传感器
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基于3×3耦合器相位解调的光纤声音传感器设计 被引量：12
3
作者 吴锋 吴柏昆 +2 位作者 余文志 钱银博 何岩 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期64-67,共4页
为了在某些应急情况下无源传输声音信号,采用基于光纤迈克尔逊干涉仪原理光纤声音传感的方法结合了收音弹性盘片和光纤粘接的工艺设计,使用3×3耦合器相位解调方法对传感信号进行相位解调,实现了一种新型光纤声音传感器系统。给出... 为了在某些应急情况下无源传输声音信号,采用基于光纤迈克尔逊干涉仪原理光纤声音传感的方法结合了收音弹性盘片和光纤粘接的工艺设计,使用3×3耦合器相位解调方法对传感信号进行相位解调,实现了一种新型光纤声音传感器系统。给出了干涉仪3路输出信号相位差的表达式,利用最小二乘法拟合求出干涉仪3路输出信号的平均相位差,取得了仿真与实际测试数据。经过测试,该系统可以准确有效地还原出设计带宽内的声音信号。结果表明,该光纤声音传感器系统适用于电磁恶劣等应急环境中,验证了该设计方案的可行性。 展开更多
关键词 传感器技术 3×3耦合器 相位差 解调 光纤 声音传感器
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基于分布式光栅传感网络的矿井坍塌监测研究 被引量：5
4
作者 张燕君 贾冰冰 +1 位作者 黄保凯 苏玉玲 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2012年第3期319-323,共5页
针对矿井坍塌事故的发生设计了一种用于对矿井进行监测的分布式光纤光栅传感器。首先利用ANSYS软件对矿井模型进行有限元分析,找出矿井中的不稳定点进行实时监测。将经过特殊设计的光纤光栅位移传感器安装在矿井中的不稳定点处,当矿井... 针对矿井坍塌事故的发生设计了一种用于对矿井进行监测的分布式光纤光栅传感器。首先利用ANSYS软件对矿井模型进行有限元分析,找出矿井中的不稳定点进行实时监测。将经过特殊设计的光纤光栅位移传感器安装在矿井中的不稳定点处,当矿井中的不稳定点发生异常时就会表现为反射回来的光纤光栅的中心波长发生偏移,根据反射光中心波长的偏移量与矿井不稳定点的位移成明显的线性关系的特点,可以计算出不稳定点的位移值,进而了解矿井的安全状况。实验结果表明光纤光栅传感器的测量精度可达±0.01%。 展开更多
关键词 光纤光栅 有限元 矿井 位移
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液体填充增敏型法布里-珀罗微腔光纤温度传感器 被引量：5
5
作者 赵琼 王伟 +3 位作者 寇琬莹 陈海滨 黄盼 栗晓爽 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2020年第7期856-861,共6页
为了提高传统空气腔法布里-珀罗(法珀)干涉仪的温度灵敏度,提出了一种基于液体填充的增敏型法珀微腔光纤温度传感器。传感器采用标准单模光纤与二氧化硅毛细管制作长度为微米量级的光纤法珀微腔并填充以液体。对所制作液体填充法珀微腔... 为了提高传统空气腔法布里-珀罗(法珀)干涉仪的温度灵敏度,提出了一种基于液体填充的增敏型法珀微腔光纤温度传感器。传感器采用标准单模光纤与二氧化硅毛细管制作长度为微米量级的光纤法珀微腔并填充以液体。对所制作液体填充法珀微腔光纤温度传感器,由反射光谱通过相关算法计算绝对腔长的方式实现温度解调。理论和实验均表明,该液体填充型法珀微腔传感结构具有明显的温度增敏效果。对于腔长为~12.140μm的液体填充法珀微腔光纤温度床感器,其腔长-温度灵敏度达到了2.185 nm/℃,高于作为参照的非填充空气腔法珀光纤温度传感器高一倍左右,增敏效果明显。 展开更多
关键词 液体填充 光纤温度传感器 法布里—珀罗腔 相关解调
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光纤传感技术的研究进展及应用 被引量：79
6
作者 侯俊芳 裴丽 +1 位作者 李卓轩 刘超 《光电技术应用》 2012年第1期49-53,共5页
随着光纤传感技术的不断发展,几乎在各个领域得到研究与应用。综述光纤传感技术的最新研究进展及其在某些领域的应用开发研究。首先介绍了光纤光栅传感器、阵列式光纤传感系统、分布式光纤传感系统以及智能结构的光纤传感器原理、优缺... 随着光纤传感技术的不断发展,几乎在各个领域得到研究与应用。综述光纤传感技术的最新研究进展及其在某些领域的应用开发研究。首先介绍了光纤光栅传感器、阵列式光纤传感系统、分布式光纤传感系统以及智能结构的光纤传感器原理、优缺点及研究方向,这些是目前研究的热点;其后介绍了光纤传感技术在军事、周界安防、工程应用、电力工业等领域的应用趋势;最后是对光纤传感技术发展的进一步展望。 展开更多
关键词 光纤传感技术 光纤传感发展 光纤传感应用
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一种可重构型相移光纤光栅传感系统 被引量：8
7
作者 王景芝 刘智超 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期742-746,共5页
为了实现对相移型光纤光栅传感器回波光谱中相移幅度、位置的精确控制,提出了一种利用机械微应变控制相移光纤光栅传感器的方法。该方法采用千分尺螺杆、应变梁、相移型光纤光栅、解调仪等组成。通过千分尺螺杆完成微应变控制,由梁将应... 为了实现对相移型光纤光栅传感器回波光谱中相移幅度、位置的精确控制,提出了一种利用机械微应变控制相移光纤光栅传感器的方法。该方法采用千分尺螺杆、应变梁、相移型光纤光栅、解调仪等组成。通过千分尺螺杆完成微应变控制,由梁将应变传递给PSFBG,从而使回波光谱变化,最终,构建光谱偏移量与微位移Δy的函数模型。通过应力加载实验,结果显示拉伸与压缩可以使PSFBG产生正相移和负相移,相移拟合曲线是线性的,综合拟合斜率为0.9914。该系统可通过梁弯曲微应变实现对相移的连续调谐,相移的大小可通过改变负载位移实现线性控制。该方法简单、精度高、控制范围大且无源,具有一定的应用价值。 展开更多
关键词 光纤光栅 微形变调制 千分尺螺杆 相移控制
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共享激光器的分布式光纤气体传感系统 被引量：4
8
作者 李雷 唐守锋 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期384-388,共5页
为了实现远端多节点的高效检测并降低成本,设计了一种新颖的分布式光纤气体传感系统。该系统采用共享一个工作于特种波长的分布反馈半导体激光器,将其置于一个本地控制节点内并通过双向光纤链路串联各远端检测节点,同时使用特殊设计的... 为了实现远端多节点的高效检测并降低成本,设计了一种新颖的分布式光纤气体传感系统。该系统采用共享一个工作于特种波长的分布反馈半导体激光器,将其置于一个本地控制节点内并通过双向光纤链路串联各远端检测节点,同时使用特殊设计的远端节点结构和光纤段,在每个检测节点,用两个Y型耦合器接入气室,将系统中信号分为上行流和下行流,避免来自其它节点信号影响并直接实现时分复用;并以三节点系统的瓦斯体积分数检测为例进行数值计算和实验。结果表明,激光二极管占总成本比重可由约60%降至约38%,且增加循环检测次数能使各节点测定气体体积分数的相对误差降低,首个节点的相对误差可降至0.2%以下,甚至更低,该方案能够精简高效地实现共享光源的分布检测。 展开更多
关键词 光电子学 分布式光纤气体传感系统 分布反馈半导体激光器 光纤传感器 气体检测
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基于IEEE 1588时间同步协议的cRIO数据采集装置的设计与实现 被引量：2
9
作者 王金玉 胡宾鑫 +2 位作者 宋广东 姜龙 刘统玉 《山东科学》 CAS 2016年第3期65-70,共6页
设计并实现了一种基于cRIO的远程分布式数据采集系统。该系统利用cRIO特有的1588插件设计了时间同步程序,以及数据采集、触发保存、本地保存和数据TCP/IP上传程序。数据采集测试结果表明,该系统短期同步精度可以达到亚毫秒级,长期测试... 设计并实现了一种基于cRIO的远程分布式数据采集系统。该系统利用cRIO特有的1588插件设计了时间同步程序,以及数据采集、触发保存、本地保存和数据TCP/IP上传程序。数据采集测试结果表明,该系统短期同步精度可以达到亚毫秒级,长期测试同步精度为毫秒级。该同步系统可应用于煤矿井下光纤微震监测系统中。 展开更多
关键词 实时控制器 时间同步 IEEE 1588协议 精度
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光纤光栅传感系统的信号解调 被引量：6
10
作者 陈志伟 谭中伟 +2 位作者 闫俊芳 李睿 沈笑笑 《光电技术应用》 2012年第2期47-52,共6页
首先介绍了光纤光栅的基本知识,再分别介绍了几种典型解调方法的工作原理、性能和特点,给出了其工作原理图,并对各种解调方法的优缺点进行了论述。提出了一种基于CCD的光纤光栅传感解调系统,该系统采用反射式成像系统,用CCD作为探测器,... 首先介绍了光纤光栅的基本知识,再分别介绍了几种典型解调方法的工作原理、性能和特点,给出了其工作原理图,并对各种解调方法的优缺点进行了论述。提出了一种基于CCD的光纤光栅传感解调系统,该系统采用反射式成像系统,用CCD作为探测器,并利用可编程逻辑器件FPGA设计驱动电路和信号处理电路,实现了一种体积小、结构简单,解调速度快,可以实时测量的波长解调系统,为光纤光栅解调技术的实际应用和光纤光栅传感解调系统的设计提供了理论依据。 展开更多
关键词 光纤光栅 光纤光栅传感 信号解调 CCD
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干涉型光纤传感器PGC解调算法的研究 被引量：11
11
作者 张爱玲 王恺晗 +1 位作者 郝彬 王燕 《光电技术应用》 2013年第6期49-52,86,共5页
相位生成载波解调(PGC)技术是一种广泛应用于干涉型光纤传感器的零差解调法。简要概述了PGC的定义以及调制原理,分析了几种解调算法,研究发现干涉信号幅度、调制深度会对解调结果产生影响。通过消除干涉信号幅度和调制深度的影响,可以... 相位生成载波解调(PGC)技术是一种广泛应用于干涉型光纤传感器的零差解调法。简要概述了PGC的定义以及调制原理,分析了几种解调算法,研究发现干涉信号幅度、调制深度会对解调结果产生影响。通过消除干涉信号幅度和调制深度的影响,可以减小解调信号的失真;并且,采用低阶次的混频载波可以减小采样频率。文中的结论对于干涉型光纤传感器的解调技术具有重要的理论参考价值。 展开更多
关键词 干涉型光纤传感器 相位生成载波 交叉微分相乘 反正切算法
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基于侧向土压力确定冲淤深度的可行性研究 被引量：1
12
作者 丁勇 姚庆雄 +2 位作者 关云飞 张振东 颜腾腾 《水利水运工程学报》 CSCD 北大核心 2015年第1期47-52,共6页
由于冲刷和淤积引起的结构物和航运安全问题,水下泥面的冲淤监测已经成为结构健康监测中的一项重要任务。对基于侧向土压力确定水下冲淤深度的方法进行可行性研究。该方法利用以光纤光栅作为传感元件的传感器,正面承受水土,背面承受水压... 由于冲刷和淤积引起的结构物和航运安全问题,水下泥面的冲淤监测已经成为结构健康监测中的一项重要任务。对基于侧向土压力确定水下冲淤深度的方法进行可行性研究。该方法利用以光纤光栅作为传感元件的传感器,正面承受水土,背面承受水压力,通过测量正面和背面的压力差可以精确测量侧向土压力;由于水体中水平方向只有水压力,水体中水平方向由侧向土压力和孔隙水压力组成,因此通过若干只不同深度位置的传感探头,可计算出冲淤深度。该方法能实现实时反馈水工结构的冲淤情况,为水工结构安全运行提供可靠的数据支持。 展开更多
关键词 冲淤深度 侧向土压力 传感器 光纤光栅
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镀镍过程对光纤Bragg光栅中心波长及传感特性的影响 被引量：1
13
作者 赵诚 李玉龙 姜智超 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第12期1666-1670,共5页
光纤Bragg光栅（FBG）作为传感及信息传输器件，嵌入到金属中可获得光纤智能材料或结构。为了对FBG进行适当的增敏和保护封装，以化学镀加电镀的方法实现了FBG的有效封装，讨论了金属化过程中FBG中心波长漂移情况及金属化前后FBG反射谱... 光纤Bragg光栅（FBG）作为传感及信息传输器件，嵌入到金属中可获得光纤智能材料或结构。为了对FBG进行适当的增敏和保护封装，以化学镀加电镀的方法实现了FBG的有效封装，讨论了金属化过程中FBG中心波长漂移情况及金属化前后FBG反射谱变化情况，并对金属化后的FBG在外界温度为30℃～80℃进行了温度传感试验。结果表明：FBG在电镀镍过程中受到粒子沉积压应力作用，其中心波长减小，且减小速率先快后慢；镀镍层厚度为1．3mm和1．0mm的FBG的温度灵敏度分别为19．11pm/℃和18．4pm／℃。 展开更多
关键词 光通信技术 光纤BRAGG光栅 增敏和保护 光纤智能材料
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基于法珀(F-P)光纤传感技术管道压力在线监测方法研究 被引量：3
14
作者 衣文索 李静芳 《长春大学学报》 2015年第6期1-4,共4页
目前油气输送中的管道压力检测是该工程领域急待解决的问题之一,本文提出基于法布里-珀罗(FabryPerot)光纤传感技术对回波信号进行傅立叶变化分析的方法,根据光波光谱强度特性参数的变化特点对管道压力变换进行定性、定量分析,实现管道... 目前油气输送中的管道压力检测是该工程领域急待解决的问题之一,本文提出基于法布里-珀罗(FabryPerot)光纤传感技术对回波信号进行傅立叶变化分析的方法,根据光波光谱强度特性参数的变化特点对管道压力变换进行定性、定量分析,实现管道压力的实时监测,测试数据表明该方法具有良好的噪声抑制能力和较高的接收灵敏度。 展开更多
关键词 傅里叶变换 法布里-珀罗干涉 石油管道 光谱影响
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渐变折射率多模光纤中的多模干涉应用研究 被引量：2
15
作者 陈润秋 刘艳 高松 《光电技术应用》 2014年第3期17-20,37,共5页
论述了SMS(单模-多模-单模)光纤结构的多模干涉基本理论,利用FD-BPM(有限差分光束传播法)对渐变折射率多模光纤和阶跃折射率多模光纤进行数值模拟,将自聚焦位置、激发模式等特征进行对比,给出渐变折射率多模光纤的优点。利用自聚焦效应... 论述了SMS(单模-多模-单模)光纤结构的多模干涉基本理论,利用FD-BPM(有限差分光束传播法)对渐变折射率多模光纤和阶跃折射率多模光纤进行数值模拟,将自聚焦位置、激发模式等特征进行对比,给出渐变折射率多模光纤的优点。利用自聚焦效应,对渐变折射率多模光纤的聚焦和发散作用进行了理论分析,以较短的长度充当透镜的功能,并总结了现阶段的主要应用。 展开更多
关键词 多模干涉 渐变折射率多模光纤 FD-BPM 自聚焦位置
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表面散射特性光学检测的多波长光纤传感器 被引量：1
16
作者 朱南南 杨宝磊 +1 位作者 李丹 张骏 《光电技术应用》 2014年第5期52-54,共3页
论述了一种表面散射特性实时光学检测的光纤传感器。采用650 nm、1 310 nm和1 550 nm激光作为光源,对不同表面粗糙度的样品进行了测试和分析。实验结果表明,采用多波长的复合光源激光光纤传感器能有效地减小测量的非系统误差,从而极大... 论述了一种表面散射特性实时光学检测的光纤传感器。采用650 nm、1 310 nm和1 550 nm激光作为光源,对不同表面粗糙度的样品进行了测试和分析。实验结果表明,采用多波长的复合光源激光光纤传感器能有效地减小测量的非系统误差,从而极大地提高了其测量精度;此外,波长越短,粗糙度越大,散射越复杂。 展开更多
关键词 表面散射 光学检测 实时 复合光源 光纤传感器
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基于腐蚀型多模光纤的光纤激光传感器 被引量：2
17
作者 郭松林 任晓霞 水泉龙 《工业仪表与自动化装置》 2016年第3期3-6,共4页
将一种新颖的基于腐蚀型多模光纤MMF级联的干涉型光纤传感器和光纤光栅传感器相结合,提出一种新的可以同时测量温度和液位的光纤传感器装置,并对其实验结果进行分析,光纤光栅和激光干涉仪作为激光光腔的滤波器,对应这两个滤波器,输出两... 将一种新颖的基于腐蚀型多模光纤MMF级联的干涉型光纤传感器和光纤光栅传感器相结合,提出一种新的可以同时测量温度和液位的光纤传感器装置,并对其实验结果进行分析,光纤光栅和激光干涉仪作为激光光腔的滤波器,对应这两个滤波器,输出两个稳定波长,这两个波长对液位和温度有不同的反映特征。通过FBG输出的波长对液位不敏感,对温度的敏感性是0.012 3nm/℃。通过干涉仪输出的波长对液位敏感,并且灵敏度是0.229 4 nm/mm,它的温度敏感性是0.064 8 nm/℃。这样,根据不同的液位和温度的光谱响应,可以实现同时测量,该传感器与其他光纤传感器相比有不受检测范围限制,高分辨率和高灵敏度的优势。 展开更多
关键词 多模光纤 光纤激光传感器 液位 温度
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基于光纤传感技术的瓦斯抽采管道安全监测系统 被引量：1
18
作者 李艳芳 岳建会 孟辉 《山东科学》 CAS 2014年第3期51-56,共6页
应用光谱吸收和光纤光栅技术,研制了基于光纤传感的瓦斯抽采管道安全监测系统。对管道内的甲烷、氧气、温度以及压力等关键参数进行实时在线监测,并根据温度、压力参数对甲烷浓度进行补偿,补偿后系统的精度分别提高了7%和11%。现场实验... 应用光谱吸收和光纤光栅技术,研制了基于光纤传感的瓦斯抽采管道安全监测系统。对管道内的甲烷、氧气、温度以及压力等关键参数进行实时在线监测,并根据温度、压力参数对甲烷浓度进行补偿,补偿后系统的精度分别提高了7%和11%。现场实验结果表明,此方法能够实现对瓦斯抽采管道的安全监测。 展开更多
关键词 光谱吸收 光纤光栅 甲烷 氧气 温度 压力 瓦斯抽采管道
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光纤Bragg光栅传感器在道路工程中的应用 被引量：2
19
作者 肖桂清 高宏伟 《北方交通》 2015年第11期68-71,共4页
由于光纤Bragg光栅传感器具有一般传感器不可比拟的优点,其应用越来越广泛,但在道路工程中的应用还不是很多。在对光纤Bragg光栅传感器的机理介绍基础之上,对于该传感技术在路面结构层三向应变场的监测、动水压力的测定、沥青路面车辙... 由于光纤Bragg光栅传感器具有一般传感器不可比拟的优点,其应用越来越广泛,但在道路工程中的应用还不是很多。在对光纤Bragg光栅传感器的机理介绍基础之上,对于该传感技术在路面结构层三向应变场的监测、动水压力的测定、沥青路面车辙的计算预估等方面的应用研究进行了叙述,并采用其他路用性能检测手段,对比了其监测结果。结果发现其应用具有可行性,同时提出一些应用时需要注意的问题,以保证其监测结果的准确性。 展开更多
关键词 道路工程 光纤BRAGG光栅传感器 路面监测 应变场 车辙预估
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光纤布拉格光栅表面化学镀的研究进展
20
作者 唐安琼 方亮 +3 位作者 薛生杰 吴俊 刘立 章鹏 《材料保护》 CAS CSCD 北大核心 2012年第2期49-51,66,共4页
用化学镀方法在光纤表面进行金属封装以获得较薄的智能涂层,可实现光纤智能金属结构的集成。对国内外化学镀从前处理、化学镀镍、化学镀铜、镀层结合性能及金属封装后光纤布拉格光栅传感器(FBG)的传感性能等方面进行了归纳与分析,指出... 用化学镀方法在光纤表面进行金属封装以获得较薄的智能涂层,可实现光纤智能金属结构的集成。对国内外化学镀从前处理、化学镀镍、化学镀铜、镀层结合性能及金属封装后光纤布拉格光栅传感器(FBG)的传感性能等方面进行了归纳与分析,指出了存在的问题与今后的发展方向。 展开更多
关键词 化学镀 表面金属化 光纤布拉格光栅传感器 光纤智能金属结构
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