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基于光纤布拉格光栅的压力式海洋波浪高度传感器
1
作者
刘兆坤
杜大伟
+5 位作者
赵强
陈东营
惠力
张文
孙鹏
郭风祥
《光子学报》
北大核心
2025年第4期150-161,共12页
波浪的实测数据对海浪模型校准、海上生产实践以及海洋灾害预防具有重要作用。提出了一种基于光纤布拉格光栅的压力式海洋波浪高度传感器,实现对海洋波浪高度的实时测量。采用有限元分析对传感器结构进行优化设计,并对传感器的测量原理...
波浪的实测数据对海浪模型校准、海上生产实践以及海洋灾害预防具有重要作用。提出了一种基于光纤布拉格光栅的压力式海洋波浪高度传感器,实现对海洋波浪高度的实时测量。采用有限元分析对传感器结构进行优化设计,并对传感器的测量原理进行理论分析。通过标定实验可知该波浪高度传感器的压力灵敏度为-9.486 nm/MPa,有效测量量程为0~0.3 MPa。针对传统零线提取方法存在的零点遗漏问题,提出了基于平滑先验方法的波浪零线选取方法,实现零点动态选择,该方法在复杂海洋条件下表现出更好的适用性。外场实验结果表明,该波浪高度传感器各波高特征值的变化趋势与SBF3-2型波浪浮标的测量结果一致,两者相关系数均高于0.85,验证了光纤布拉格光栅海洋波浪高度传感器的可行性。该传感器具有水下无源、抗电磁干扰、信号传输速度快的特点,可为近岸波高测量提供一种新的光学测量方法,具有良好的应用前景。
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关键词
光纤布拉格光栅
波高传感器
压力测量
海岸监测
海洋波浪
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职称材料
一种新型波高测量系统的设计
被引量：
1
2
作者
李木国
刘建合
杜海
《计算机测量与控制》
2021年第4期41-44,64,共5页
波高测量是海洋工程模型试验中的一项重要内容,为了能够准确、稳定地实时测量实验水池中的波浪,采用了一种新型的波高测量系统设计方法:首先利用液位高度与波高传感器电容量的线性关系将波高测量问题转化为电容量测量问题;其次利用波高...
波高测量是海洋工程模型试验中的一项重要内容,为了能够准确、稳定地实时测量实验水池中的波浪,采用了一种新型的波高测量系统设计方法:首先利用液位高度与波高传感器电容量的线性关系将波高测量问题转化为电容量测量问题;其次利用波高传感器的电容量与其充放电时间的关系将波高传感器的电容量测量问题转化为充放电时间的检测问题;然后运用单片机片内模拟比较器和定时器的输入捕获功能将电容充放电时间转化为计数值;接下来将计数值通过USB接口送到上位机进行数据处理及波形显示;最后进行实验测试,实验结果表明所采用的波高测量方法是有效的,且具有线性度好、灵敏度高、精度高的优点。
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关键词
波高测量
电容式传感器
海工模型试验
模拟比较器
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职称材料
题名
基于光纤布拉格光栅的压力式海洋波浪高度传感器
1
作者
刘兆坤
杜大伟
赵强
陈东营
惠力
张文
孙鹏
郭风祥
机构
齐鲁工业大学(山东省科学院)海洋仪器仪表研究所
崂山实验室
中国人民解放军国防科技大学气象海洋学院
出处
《光子学报》
北大核心
2025年第4期150-161,共12页
基金
泰山学者工程专项经费(No.ts20190951)
崂山实验室科技创新资助项目(No.LSKJ202204703)
+4 种基金
国家自然科学基金(No.61933004)
山东省自然科学基金(Nos.ZR2024QF296,ZR2022QF086)
齐鲁工业大学科教融合试点项目,山东省青岛市博士后资助项目(No.QDBSH20230102005)
齐鲁工业大学(山东省科学院)人才科研项目(No.2023RCKY052)
山东省高校青年创新科技项目(No.2023KJ326)。
文摘
波浪的实测数据对海浪模型校准、海上生产实践以及海洋灾害预防具有重要作用。提出了一种基于光纤布拉格光栅的压力式海洋波浪高度传感器,实现对海洋波浪高度的实时测量。采用有限元分析对传感器结构进行优化设计,并对传感器的测量原理进行理论分析。通过标定实验可知该波浪高度传感器的压力灵敏度为-9.486 nm/MPa,有效测量量程为0~0.3 MPa。针对传统零线提取方法存在的零点遗漏问题,提出了基于平滑先验方法的波浪零线选取方法,实现零点动态选择,该方法在复杂海洋条件下表现出更好的适用性。外场实验结果表明,该波浪高度传感器各波高特征值的变化趋势与SBF3-2型波浪浮标的测量结果一致,两者相关系数均高于0.85,验证了光纤布拉格光栅海洋波浪高度传感器的可行性。该传感器具有水下无源、抗电磁干扰、信号传输速度快的特点,可为近岸波高测量提供一种新的光学测量方法,具有良好的应用前景。
关键词
光纤布拉格光栅
波高传感器
压力测量
海岸监测
海洋波浪
Keywords
Fiber Bragg grating
ocean wave height sensor
Pressure measurement
Coastal monitoring
ocean
wave
s
分类号
TN253 [电子电信—物理电子学]
P716.22 [天文地球—海洋科学]
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职称材料
题名
一种新型波高测量系统的设计
被引量：
1
2
作者
李木国
刘建合
杜海
机构
大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室
大连理工大学控制科学与工程学院
出处
《计算机测量与控制》
2021年第4期41-44,64,共5页
基金
国家自然科学基金国际合作项目(51761135011)。
文摘
波高测量是海洋工程模型试验中的一项重要内容,为了能够准确、稳定地实时测量实验水池中的波浪,采用了一种新型的波高测量系统设计方法:首先利用液位高度与波高传感器电容量的线性关系将波高测量问题转化为电容量测量问题;其次利用波高传感器的电容量与其充放电时间的关系将波高传感器的电容量测量问题转化为充放电时间的检测问题;然后运用单片机片内模拟比较器和定时器的输入捕获功能将电容充放电时间转化为计数值;接下来将计数值通过USB接口送到上位机进行数据处理及波形显示;最后进行实验测试,实验结果表明所采用的波高测量方法是有效的,且具有线性度好、灵敏度高、精度高的优点。
关键词
波高测量
电容式传感器
海工模型试验
模拟比较器
Keywords
wave
height
measurement
sensor
based on capacitor
ocean
engineering model experiment
analog comparator
分类号
TP274 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于光纤布拉格光栅的压力式海洋波浪高度传感器
刘兆坤
杜大伟
赵强
陈东营
惠力
张文
孙鹏
郭风祥
《光子学报》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
一种新型波高测量系统的设计
李木国
刘建合
杜海
《计算机测量与控制》
2021
1
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职称材料
已选择
0
条
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参考文献
引证文献
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