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基于FBG锚杆传感器的浅埋回采巷道锚杆轴力监测研究
1
作者 左文录 《煤》 2026年第1期1-7,共7页
因传统监测方法无法实时监测巷道锚杆在高强度采动作用下的应力变化,文章以霍西煤田黑龙煤业为研究对象,开展光纤光栅(FBG)传感器拉伸实验。在矿井使用FBG锚杆传感器监测锚杆受力情况,依据波长数据分析巷道锚杆的安全状况。现场监测结... 因传统监测方法无法实时监测巷道锚杆在高强度采动作用下的应力变化,文章以霍西煤田黑龙煤业为研究对象,开展光纤光栅(FBG)传感器拉伸实验。在矿井使用FBG锚杆传感器监测锚杆受力情况,依据波长数据分析巷道锚杆的安全状况。现场监测结果表明:当工作面回采至距左帮锚杆60 m前方区域时,锚杆轴力升高缓慢;当工作面回采至距左帮锚杆60 m后方区域时,锚杆轴力升高较快,而右帮锚杆轴力逐步增长。根据FBG锚杆监测数据绘制得到等高剖面曲线,寻找锚杆各点最大轴力,获得巷道受采动作用最突出的区域,在巷道此区域及时优化支护设计,改进支护参数,避免锚杆断裂导致支护失效、巷道失稳,以第一时间控制巷道围岩稳定性。实时监测锚杆支护轴力变化为判断锚杆支护质量提供了理论依据。 展开更多
关键词 采动影响 锚杆 轴向应力 fbg 支护设计
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AH-FBG法用于毛细水运移规律的温度效应研究
2
作者 辛雨凌 徐成华 +3 位作者 孙梦雅 刘瑾 戴正彬 井淼 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 北大核心 2026年第1期31-40,共10页
毛细水运移作为非饱和土体水分运移的重要形式,其动态特征直接影响土体的力学性质,并与多种地质灾害、环境岩土问题密切相关.地下水位以上的土体温度分布往往存在差异,进而对毛细水运移速率产生影响.为了探究毛细水运移规律的温度效应,... 毛细水运移作为非饱和土体水分运移的重要形式,其动态特征直接影响土体的力学性质,并与多种地质灾害、环境岩土问题密切相关.地下水位以上的土体温度分布往往存在差异,进而对毛细水运移速率产生影响.为了探究毛细水运移规律的温度效应,本研究利用主动加热光纤布拉格光栅(AH-FBG)法开展室内模型试验,在定水头条件下,通过控制加热桶与常温桶的温度变量监测土体中毛细水运移过程,并对不同温度条件下土体的体积含水率分布变化进行对比,分析温度效应对毛细水运移的影响.研究结果表明:在一定时间内,毛细水上升高度随时间增加而升高,湿润峰出现的位置标志着该时刻水分运移的最远位置;土体温度升高对毛细水运移具有促进影响,土体温度越高,毛细水上升同一高度所需的时间越短,毛细水上升速率越高;湿润锋界面作为状态界面,在运移过程中具有动态变化特性,温度升高会显著促进湿润峰界面的运移速率;毛细水湿润锋界面变化及其温度效应与外界环境条件紧密相关,是工程建设中不可忽视的运动与状态界面. 展开更多
关键词 毛细水运移 主动加热光纤布拉格光栅法 体积含水率 湿润锋 温度效应 状态界面
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基于分布式FBG传感测量的旋翼动载荷工程建模与试飞验证 被引量：1
3
作者 张宏林 程卫真 夏品奇 《应用力学学报》 北大核心 2025年第3期542-551,共10页
为了应用分布式光纤布拉格光栅(fiber Bragg grating,FBG)传感网络飞行实测直升机旋翼动载荷,综合分析旋翼桨叶的载荷与应变,以及FBG传感器的使用要求,设计了桨叶表面的FBG传感网络布设方案。在此基础上,提出基于FBG应变测量的工程建模... 为了应用分布式光纤布拉格光栅(fiber Bragg grating,FBG)传感网络飞行实测直升机旋翼动载荷,综合分析旋翼桨叶的载荷与应变,以及FBG传感器的使用要求,设计了桨叶表面的FBG传感网络布设方案。在此基础上,提出基于FBG应变测量的工程建模方法和校准试验方法。以单项加载试验建立模型,复合加载试验验证模型,验证分析给出最大的载荷相对误差为3.83%,优于5%的飞行实测工程要求。使用FBG传感器和应变计等2种不同传感器,完成直升机旋翼动载荷对比试飞,测量结果在时域和频域都可以相互验证。试飞结果表明:FBG传感网络测量结果正确有效,基于分布式FBG传感测量的旋翼动载荷工程建模方法合理可行。 展开更多
关键词 分布式fbg传感测量 桨叶 动载荷 工程建模 飞行试验
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基于石墨烯-硅胶复合封装的FBG触觉感知单元设计
4
作者 孙世政 陈盛康 +1 位作者 何江 董绍江 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第5期40-49,共10页
机器手的精细化操作水平取决于其指尖触觉感知性能。为提升基于FBG的机器手指尖触觉感知性能,针对FBG柔性感知单元存在导热性能较差及接触力-接触温度交叉敏感的问题,设计了一种石墨烯-硅胶复合材料柔性封装的对角十字型FBG触觉感知单元... 机器手的精细化操作水平取决于其指尖触觉感知性能。为提升基于FBG的机器手指尖触觉感知性能,针对FBG柔性感知单元存在导热性能较差及接触力-接触温度交叉敏感的问题,设计了一种石墨烯-硅胶复合材料柔性封装的对角十字型FBG触觉感知单元,提出了一种基于鱼鹰优化算法优化卷积神经网络(OOA-CNN)的解耦方法。首先,利用仿真分析对比石墨烯-硅胶复合材料封装和纯硅胶封装中的FBG的温度响应和应变响应。然后,通过对比实验分析石墨烯质量分数为1%、1.5%、2%、2.5%、3%时对复合材料导热性能的影响,并结合三指机器手对FBG触觉感知单元进行指尖感知实验,检测其接触力灵敏度和接触温度灵敏度。最后,对接触力和接触温度复合感知信号进行耦合分析,通过解耦实验对比CNN模型和OOA-CNN模型,验证OOA-CNN的解耦效果。仿真和实验结果表明,通过在硅胶基体中添加质量分数为1.5%的石墨烯作为导热填料,能够在有效保证FBG的触觉感知性能的基础上,增强硅胶基体的导热性能;FBG触觉感知单元的接触力灵敏度为31.281 pm/N,接触温度灵敏度为10.787 pm/℃;OOA-CNN解耦模型相较于最小二乘法和CNN解耦模型,具有较好的解耦效果,接触温度平均绝对误差减小了40.73%,接触力平均绝对误差减小了41.33%。 展开更多
关键词 fbg 机器手指尖 触觉 OOA-CNN解耦模型
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基于FBG传感阵列的挖泥船耙管姿态重构算法
5
作者 徐东华 江城锐 +2 位作者 王永祥 李沁雪 杨期江 《激光杂志》 北大核心 2025年第11期248-256,共9页
针对耙吸式挖泥船耙管姿态重构方向多变性问题,提出将耙管在空间的弯曲划分为4个区域,构建相应区域的基于运动坐标系齐次变换矩阵的曲线重构算法,并基于FBG(光纤Bragg光栅传感)传感阵列设计耙管空间姿态可视化系统进行实验验证。通过与... 针对耙吸式挖泥船耙管姿态重构方向多变性问题,提出将耙管在空间的弯曲划分为4个区域,构建相应区域的基于运动坐标系齐次变换矩阵的曲线重构算法,并基于FBG(光纤Bragg光栅传感)传感阵列设计耙管空间姿态可视化系统进行实验验证。通过与现有重构算法对比,分析系统的重构计算值与软管实际弯曲的测量数据,实验结果表明所提算法的均方根误差较小,验证了所提耙管姿态重构算法在空间任意区域的有效性,为耙管空间姿态计算提供新的思路。 展开更多
关键词 耙吸式挖泥船 耙管姿态 曲线重构算法 fbg传感阵列
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基于FBG传感器的预应力单向碳纤维复合材料性能研究
6
作者 李学磊 吴鹏 +1 位作者 王茜 田浩彬 《塑性工程学报》 北大核心 2025年第8期231-237,共7页
针对复合材料固化成型后存在残余应力,而导致复合材料出现变形、纤维断裂和界面脱粘等缺陷,严重影响复合材料的性能及其可靠性的问题,以降低固化过程中的残余应力来提高碳纤维复合材料性能为目标,根据复合材料成型特点对碳纤维预应力装... 针对复合材料固化成型后存在残余应力,而导致复合材料出现变形、纤维断裂和界面脱粘等缺陷,严重影响复合材料的性能及其可靠性的问题,以降低固化过程中的残余应力来提高碳纤维复合材料性能为目标,根据复合材料成型特点对碳纤维预应力装置进行设计和制造,并制备了多组具有不同预应力的复合材料。为了准确监测并跟踪复合材料固化过程中的应变,在复合材料试件中嵌入FBG传感器。通过对具有不同预应力的复合材料进行拉伸性能测试及断面SEM分析,获得预应力对复合材料的影响规律,并从材料微观结构的演变过程进行分析,揭示其内在机制,为复合材料成型的发展提供新质生产力。 展开更多
关键词 复合材料固化成型 残余应力 预应力装置 fbg传感器
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基于长标距FBG的智能CFRP筋等幅疲劳试验研究
7
作者 邓朗妮 王修养 +3 位作者 李华 邹易清 石伟 钟卿瑜 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第4期1700-1709,共10页
桥梁拉索作为缆索承重桥梁结构中最重要的组成部分,服役过程中经常受到车辆荷载和外部环境等疲劳荷载的影响,对其进行索力监测至关重要。然而,传统CFRP拉索索力监测存在难以满足服役期内全时且高量程监测的问题。因此,基于长标距FBG传... 桥梁拉索作为缆索承重桥梁结构中最重要的组成部分,服役过程中经常受到车辆荷载和外部环境等疲劳荷载的影响,对其进行索力监测至关重要。然而,传统CFRP拉索索力监测存在难以满足服役期内全时且高量程监测的问题。因此,基于长标距FBG传感技术,将FBG传感器螺旋封装于CFRP筋中,研制出一种监测传感元件(智能CFRP筋)。通过等幅疲劳试验,探究FBG中心波长变化和疲劳次数的关系、不同循环次数下FBG中心波长变化与荷载的关系以及无负载中心波长值与疲劳循环次数的关系,提出了疲劳退化后智能CFRP筋拉力计算的近似修正公式。结果表明:在疲劳荷载下,FBG中心波长在荷载初始阶段出现较为明显的变化,进入稳定阶段后,其随循环次数的增加趋于平稳,相同应力幅下,较大的螺旋倾角可以降低长标距FBG的应变灵敏度;不同疲劳循环次数后进行静力拉伸,FBG中心波长变化与荷载曲线呈现良好的线性关系,荷载传感系数与疲劳试验前相比,其最大变化率为2.05%,说明智能CFRP筋在疲劳荷载下传感性能良好;在疲劳试验过程中,智能CFRP筋的无负载波长值随循环次数的变化呈现出由快到慢,最后趋于平稳的变化过程,在疲劳试验稳定阶段,其无负载波长值变化量与初始拉伸阶段相比变化率在2.47%以内,说明智能CFRP筋在循环卸载后依然有良好的传感性能;将试验数据代入提出的疲劳退化后智能CFRP筋拉力计算的近似修正公式进行验证,得到螺旋角度为15°的误差值在3.6%~6.0%、螺旋角度为30°的误差值在3.3%~7.5%。试验结果可为CFRP拉索智能监测的后续研究及应用提供一定的理论依据。 展开更多
关键词 fbg CFRP 疲劳试验 应变传感 应变灵敏度
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基于FBG的储能电池模组单个电池级充放电状态温度应变实时检测研究
8
作者 付天立 代吉祥 +4 位作者 雷阳 戴玉堂 胡文彬 杨明红 程乘 《传感技术学报》 北大核心 2025年第12期2223-2229,共7页
锂电池凭借高能量密度和长循环寿命在储能领域得到广泛应用,但其充放电过程中产生的温度上升和应力变化可能引发安全隐患。准确监测锂电池运行状态能够为储能系统安全运行提供关键技术支撑。提出一种集成光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Gra... 锂电池凭借高能量密度和长循环寿命在储能领域得到广泛应用,但其充放电过程中产生的温度上升和应力变化可能引发安全隐患。准确监测锂电池运行状态能够为储能系统安全运行提供关键技术支撑。提出一种集成光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)传感器的软包锂电池模组,采用新型封装结构实现单体电池级温度与应变的同步测量。该方案在每块电池之间封装FBG温度和应变传感器,可有效实现温度应变双参量解耦。测试结果表明,传感器具有良好线性度(R^(2)>0.99)和高灵敏度(温度传感器灵敏度为10.06 pm/℃,应变传感器灵敏度为1.7 pm/με)。在0.3 C、0.4 C、0.5 C和0.6 C充电及0.5 C放电工况下的循环实验显示,光纤光栅温度和应变传感器监测结果一致性良好,能准确反映电池表面温度与应变变化规律。充电阶段最大温升随倍率增加而增大(6.3℃~10.5℃),放电阶段温升约6.0℃;应变变化与温度趋势一致,随倍率增加而增大(197με~268με),放电阶段应变变化约为58με;且位置差异导致的数值变化符合预期分布特征。该FBG传感系统为多电池模组的分布式监测提供了可靠解决方案,验证了光纤传感技术在电池实时状态监测中的巨大应用潜力。 展开更多
关键词 光纤布拉格光栅(fbg) 锂电池模组 温度监测 应变监测 单个电池级 多参数传感
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基于DFB激光器和FBG的振动频率传感
9
作者 李丽 姜捷 +4 位作者 梁丽丽 杨康 张康 谢飞 李国玉 《激光杂志》 北大核心 2025年第7期31-35,共5页
基于分布式反馈(DFB)激光器和布拉格光纤光栅(FBG)设计了一种振动频率传感系统,FBG作为动态滤波器,感受振动时中心波长发生周期性的漂移从而引起输出光功率的剧烈变化,通过后级光电转换以及电信号处理实现振动频率的传感。仿真分析了FB... 基于分布式反馈(DFB)激光器和布拉格光纤光栅(FBG)设计了一种振动频率传感系统,FBG作为动态滤波器,感受振动时中心波长发生周期性的漂移从而引起输出光功率的剧烈变化,通过后级光电转换以及电信号处理实现振动频率的传感。仿真分析了FBG的温度和应变特性,以及DFB激光器与FBG中心波长差对传感结果的影响,从理论上说明了方案的可行性。通过搭建振动频率传感平台并进行实验验证,结果表明基于DFB激光器和FBG的振动传感系统可以实现振动频率的传感。该方案结构简单,成本低,在强磁场、易燃易爆等恶劣环境如潜油电泵的振动频率监测方面具有实际的应用价值。 展开更多
关键词 fbg DFB激光器 振动信号 频率
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基于长标距FBG传感系统的管道监测及数据恢复研究
10
作者 孙振 汪昕 +4 位作者 韩天然 黄璜 汪龙翔 黄玺 吴智深 《应用基础与工程科学学报》 北大核心 2025年第3期779-791,共13页
利用长标距光纤光栅(LG-FBG)传感系统对管道进行监测,可准确评估其结构健康状况.然而,环境的复杂性可能导致监测数据丢失,从而使管道评估信息不够充分,降低了对潜在问题的早期预警能力.基于此,在管道工程中搭建了LG-FBG传感系统,并分析... 利用长标距光纤光栅(LG-FBG)传感系统对管道进行监测,可准确评估其结构健康状况.然而,环境的复杂性可能导致监测数据丢失,从而使管道评估信息不够充分,降低了对潜在问题的早期预警能力.基于此,在管道工程中搭建了LG-FBG传感系统,并分析了监测数据丢失的可能性.随后,基于优化双向长短时记忆网络(Bi-LSTM)与生成对抗网络(GAN),捕捉可用数据与缺失数据之间的时空相关性,并分析了缺失时间占比及传感器缺失数量对模型恢复性能的影响.研究结果表明,当缺失时间占比低于18/24时,模型恢复效果略有下降,但整体性能仍较为稳定.然而,当缺失时间占比超过18/24时,模型恢复效果显著下降.为确保较高的恢复精度,建议将缺失时间占比控制在18/24以内.此外,在多个数据恢复任务中,结合饥饿游戏搜索优化的Bi-LSTM-GAN模型的性能评估指标表现最佳,可更为精准地捕捉可用数据与缺失数据的时空相关性.综上,通过结合LG-FBG传感系统与数据驱动方法,系统探讨了缺失数据恢复的有效性,为管道结构健康监测提供了更完整的定量评估信息. 展开更多
关键词 管道监测 数据恢复 长标距fbg传感 光纤传感技术 HGS-Bi-LSTM-GAN GA-Bi-LSTM-GAN
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基于VMD融合降噪的FBG光谱寻峰算法
11
作者 潘红宇 吕峥 +2 位作者 欧建臻 徐春锋 祝连庆 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第4期260-269,共10页
针对基于CCD的光谱衍射法对光纤布拉格光栅解调过程中受到噪声干扰,导致FBG中心波长解调精度和稳定性降低的问题,提出了一种基于变分模态分解的VMD-WT-SG融合降噪算法。通过结合不同降噪算法的优势以及算法参数的调整,实现了对光谱信号... 针对基于CCD的光谱衍射法对光纤布拉格光栅解调过程中受到噪声干扰,导致FBG中心波长解调精度和稳定性降低的问题,提出了一种基于变分模态分解的VMD-WT-SG融合降噪算法。通过结合不同降噪算法的优势以及算法参数的调整,实现了对光谱信号中噪声成分的有效去除,在保留原始信号大部分特征的同时光谱波形更加平滑和连续,降噪效果明显。与传统的VMD降噪、SG降噪、Kalman滤波3种方法对比,经VMD-WT-SG融合降噪法处理后的光谱信噪比为20.14 dB,均方根误差为0.017,信噪比分别提升了23.94%、41.14%和94.97%,均方根误差分别降低了39.29%、45.16%和67.92%,在4种降噪方法中效果最好。为了提高解调速率,在常用寻峰算法的基础上,提出了一种针对降噪后多峰光谱的中垂线相交寻峰算法,通过计算峰值点与左、右次大值点连线的中垂线的交点坐标来求取中心波长。并通过实验与多项式拟合、质心、高斯拟合算法对比了寻峰精度。结果表明提出的算法平均寻峰偏差为3.3 pm,优于质心法与多项式拟合法,算法平均运行时间为0.261 ms,优于多项式拟合法和高斯拟合法。实时应用中在保证精度的同时解调速率可达4 kHz,同时该算法的稳定性较好,解调的波长平均标准差为1.8 pm,能够满足实际应用的需求,对FBG传感网络中的多峰值实时快速检测具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 fbg传感 VMD分解 光谱降噪 寻峰算法
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基于聚酰亚胺涂覆技术的FBG湿度计性能研究
12
作者 郭玉君 李旺军 +3 位作者 徐成华 丁伟 卜争军 孙梦雅 《河北工程大学学报(自然科学版)》 2025年第6期97-104,112,共9页
为研究聚酰亚胺涂覆的光纤布拉格光栅(FBG)湿度计在使用过程中的性能特征,利用饱和盐溶液控制环境湿度,测试了FBG中心波长随相对湿度的变化特征,研究了温度对湿度灵敏度系数的影响。结果表明:(1)在34.7%~93.1%相对湿度范围内,聚酰亚胺... 为研究聚酰亚胺涂覆的光纤布拉格光栅(FBG)湿度计在使用过程中的性能特征,利用饱和盐溶液控制环境湿度,测试了FBG中心波长随相对湿度的变化特征,研究了温度对湿度灵敏度系数的影响。结果表明:(1)在34.7%~93.1%相对湿度范围内,聚酰亚胺涂覆的FBG湿度计对湿度变化均具有较好的响应。在升湿、降湿过程,中心波长与相对湿度具有明显的线性关系,湿度灵敏度系数范围为5.1~15.7 pm/%。(2)聚酰亚胺涂覆厚度越大,湿度灵敏度越高,中心波长与相对湿度的线性相关程度也更高。(3)以2号和4号湿度计为例,当温度变化20℃时,两个湿度计湿度灵敏度系数的相对误差分别为4.82%和3.11%,温度对湿度灵敏度系数的影响很小,在实际测量中,温度变化不大时可忽略其对湿度灵敏度系数的影响。(4)以2号和4号湿度计为例,通过室内试验得到了温度灵敏度系数和湿度灵敏度系数,建立了用于同时测量温度与湿度的数学矩阵,使FBG湿度计能够实现对环境温度和湿度的同时测量。 展开更多
关键词 聚酰亚胺 饱和盐溶液 fbg 湿度计 灵敏度系数
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光纤布拉格光栅技术(FBG)在超高大跨度混凝土工程裂缝监测中的应用研究 被引量：1
13
作者 温雪飞 唐汉亮 邓青青 《重庆建筑》 2025年第9期29-32,共4页
在工程质量监管日益受到重视的背景下,光纤布拉格光栅技术(FBG)以其高精度、强抗干扰能力和施工简便的特点受到业界的关注。通过介绍FBG技术的原理和具体工程应用案例,详细描述了光纤的封装保护、监测点布置及预埋安装等工艺。该技术可... 在工程质量监管日益受到重视的背景下,光纤布拉格光栅技术(FBG)以其高精度、强抗干扰能力和施工简便的特点受到业界的关注。通过介绍FBG技术的原理和具体工程应用案例,详细描述了光纤的封装保护、监测点布置及预埋安装等工艺。该技术可实时监测结构温度和应力,预测裂缝发生趋势,有助于采取针对性措施以减少超高超跨混凝土构件裂缝的产生。FBG技术的应用为建筑工程裂缝监测与控制提供了新的思路。 展开更多
关键词 光纤布拉格光栅 fbg 裂缝控制 混凝土监测
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基于FBG传感技术的运营期公路高填方路基灾变智能识别与预警研究综述 被引量：1
14
作者 于博文 《交通与运输》 2025年第S2期46-49,共4页
公路高填方路基因填筑高度大、地质环境复杂,运营期易发生不均匀沉降等灾变,传统监测技术难以满足需求。光纤布拉格光栅(FBG)传感技术因分布式测量、抗干扰能力强等优势成前沿方向。本文系统综述其在运营期高填方路基灾变智能识别与预... 公路高填方路基因填筑高度大、地质环境复杂,运营期易发生不均匀沉降等灾变,传统监测技术难以满足需求。光纤布拉格光栅(FBG)传感技术因分布式测量、抗干扰能力强等优势成前沿方向。本文系统综述其在运营期高填方路基灾变智能识别与预警的研究进展,重点剖析技术原理、传感器设计、灾变识别方法及工程应用成效。FBG通过波长漂移实现高精度测量,适用于长期监测,其传感器有埋入式、表面粘贴式等封装形式与分层分布式等布设策略,模型试验验证了其对应变的动态捕捉能力。在灾变识别中,高速解调系统、噪声抑制算法及机器学习等被应用,工程案例表明其可捕捉灾变前兆。现存挑战包括传感器长期可靠性等,未来应聚焦智能传感网络研发等,以推动技术升级。综上,FBG为灾变监测提供创新方案,与新兴技术融合将提升安全保障水平。 展开更多
关键词 高填方路基 光纤布拉格光栅(fbg) 灾变监测 不均匀沉降 边坡失稳 传感器设计 机器学习
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基于嵌入式FBG的复合材料损伤监测研究
15
作者 万波莉 黄恒 +1 位作者 庞晰文 闫光 《传感器世界》 2025年第10期39-48,共10页
碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP)在长期服役过程中受载荷与环境耦合作用易产生微观损伤,影响结构性能和安全性。文章基于有限元模拟与嵌入式光纤光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)传感器技术,研究了CFRP层合板... 碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP)在长期服役过程中受载荷与环境耦合作用易产生微观损伤,影响结构性能和安全性。文章基于有限元模拟与嵌入式光纤光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)传感器技术,研究了CFRP层合板在拉伸载荷下的损伤演化与失效过程。通过3D-Hashin失效准则进行有限元模拟,预测失效载荷与损伤模式。此外,将FBG传感器嵌入CFRP内部,实时监测从损伤萌生到完全失效的全过程,波长随载荷变化准确反映了损伤演化特征。结果表明,有限元预测失效载荷与实验结果误差仅为4%,FBG传感器表现出高灵敏度和可靠性。该研究为CFRP结构健康监测提供了理论依据与技术支撑,提升了其在应用中的安全性与可靠性。 展开更多
关键词 碳纤维复合材料 fbg传感器 有限元分析 结构健康监测
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输电线路预制微型桩基础承载特性FBG试验研究
16
作者 牛格图 董建军 +4 位作者 曹欣 温春海 李林孝 张鑫 付子奇 《混凝土》 北大核心 2025年第10期7-15,共9页
随着我国“西电东输”和“北电南送”的推进,输电线路工程广泛穿越复杂地质区域。微型桩基础凭借施工效率高、抗倾覆性能优异等特点,在输电线路建设中展现出重要应用价值。通过光纤布拉格光栅(FBG)监测技术,系统探究了预制微型桩基础在... 随着我国“西电东输”和“北电南送”的推进,输电线路工程广泛穿越复杂地质区域。微型桩基础凭借施工效率高、抗倾覆性能优异等特点,在输电线路建设中展现出重要应用价值。通过光纤布拉格光栅(FBG)监测技术,系统探究了预制微型桩基础在不同荷载作用下的承载特性与应变响应规律。试验表明:在垂直荷载作用下,预制微型桩基础表现出显著承载性能,桩身呈现压缩应变特征,应变绝对值与下压荷载呈显著正相关;桩身应变随埋深呈现先增大后减小趋势,于埋深2 080 mm处达到峰值。水平荷载作用下,单桩产生拉伸应变,其值随荷载增加呈线性增长,应变最大值出现在埋深250 mm处。研究成果表明,FBG技术可实时监测桩身全深度应变分布,为输电线路微型桩基础的优化设计提供了可靠的量化依据与技术创新路径。 展开更多
关键词 输电线路 预制微型桩 fbg 承载性能 应变响应
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基于悬臂梁结构改进的FBG应力传感器及其温度补偿方式研究
17
作者 宋宇坤 《中国煤炭》 北大核心 2025年第S1期560-565,共6页
针对现有FBG应变传感器存在的测量不准、光栅布置位置不合理等问题,结合材料力学与数值模拟设计了一种悬臂梁结构,将光纤光栅固定在悬臂梁上,通过解调仪解调后可精准测量应变值。同时,以石圪台31103这类大埋深工作面为研究背景,考虑到... 针对现有FBG应变传感器存在的测量不准、光栅布置位置不合理等问题,结合材料力学与数值模拟设计了一种悬臂梁结构,将光纤光栅固定在悬臂梁上,通过解调仪解调后可精准测量应变值。同时,以石圪台31103这类大埋深工作面为研究背景,考虑到光栅对温度、应变均较为敏感,为消除大埋深矿井高地热对应变传感器中心波长造成的温度漂移影响,进行了温度补偿设计。结果表明该应变传感器及其温度补偿方式合理有效。 展开更多
关键词 fbg 悬臂梁 大埋深 温度补偿
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面向海上风电设备安全检测的FBG传感器设计
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作者 江政儒 刘跃伟 陈久野 《激光与红外》 北大核心 2025年第5期814-820,共7页
为了对风机叶片结构进行长期、稳定、实时的应变场监测,设计了一种基于碳纤维(CFRP)封装的光纤光栅(FBG)传感器,搭建了基于多FBG的传感系统。,FBG的封装采用CFRP密封铝箔的结构形式。仿真分析了叶片在不同角度下的应力场分布,为FBG的布... 为了对风机叶片结构进行长期、稳定、实时的应变场监测,设计了一种基于碳纤维(CFRP)封装的光纤光栅(FBG)传感器,搭建了基于多FBG的传感系统。,FBG的封装采用CFRP密封铝箔的结构形式。仿真分析了叶片在不同角度下的应力场分布,为FBG的布设提供了依据。在静态应变标定实验中,在FBG测试位置1 cm位置处的应变灵敏度为5.3 pm/kg,应力场分布呈以应力点为中心的辐射状。在叶片工作实时测试中,FBG1和FBG2的应变变化范围最大,最大和最小应变值分别为482με,-472με和462με,-476με。叶片垂向应变的作用远弱于轴向。测试数据存在阈值范围,验证了本系统可通过阈值设定评估叶片工作状态。该结构设计具有灵敏度高、抗拉性好等优势,具有一定的应用前景。 展开更多
关键词 fbg传感器 风电设备 应变场 安全检测
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基于FBG的机器人腕部三维力传感器设计
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作者 魏莉 张海洋 +2 位作者 吴宇昌 丁华雷 王洋涛 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第12期82-86,共5页
为了实现机器人腕部受力状态的实时监测,将光纤布拉格光栅(FBG)与经典马耳他十字梁结构结合,设计了一种适用于机器人腕部的FBG三维力传感器。运用有限元分析软件ANSYS研究了传感器的应变分布特性和动态性能,确定了FBG在梁上的最优粘贴... 为了实现机器人腕部受力状态的实时监测,将光纤布拉格光栅(FBG)与经典马耳他十字梁结构结合,设计了一种适用于机器人腕部的FBG三维力传感器。运用有限元分析软件ANSYS研究了传感器的应变分布特性和动态性能,确定了FBG在梁上的最优粘贴位置。通过差分及求和的测量方法,仅用5个FBG实现自解耦和温度补偿的三维力测量。最后,搭建了实验平台,研究了传感器的灵敏度、维间耦合等特性参数。实验结果表明,该传感器在0~100 N测力范围内在x,y,z方向的灵敏度分别为16.475,15.068,8.651 pm/N,维间耦合误差分别为1.3%,0.8%,1.5%。该传感器结构简单、工作可靠,可应用于对机器人腕部的三维力监测。 展开更多
关键词 光纤布拉格光栅 三维力传感器 机器人 腕部力监测
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FBG传感网络技术研究 被引量：20
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作者 鲍吉龙 章献民 +1 位作者 陈抗生 周文 《光通信技术》 CSCD 北大核心 2001年第2期84-89,共6页
系统分析和总结了现有 FBG传感技术的复用结构和系统性能 ,并依据复用方式的频域、时域和空间特性 ,从网络拓扑结构的角度 ,提出把 FBG传感网络划分为波分复用网络、时分复用网络、空分复用网络、频分复用网络和混合复用网络 ,在此基础... 系统分析和总结了现有 FBG传感技术的复用结构和系统性能 ,并依据复用方式的频域、时域和空间特性 ,从网络拓扑结构的角度 ,提出把 FBG传感网络划分为波分复用网络、时分复用网络、空分复用网络、频分复用网络和混合复用网络 ,在此基础上比较了各种复用方式的优缺点 ,并针对网络实用化开发提出了自己的观点 ,从而为 FBO传感网络拓扑结构及性能的研究提供了参考。 展开更多
关键词 光纤光栅 传感器 fbg网络 fbg
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