光纤光栅技术与应用专题讲座(三) 第6讲 光纤光栅传感技术在土木工程中的应用

针对利用光纤光栅进行应变、温度等测量已经在土木工程中较为普遍这一现状,首先对光纤光栅传感技术进行应变、温度等测量的基本原理进行了描述,重点讨论了为满足耐久性、安装方便与温度自动补偿等需求光纤光栅传感器的封装技术,最后介绍了光纤光栅传感器在土木工程中实际应用的现状。     

石英/双酚E型氰酸酯复合材料的制备与性能

采用实验方法研究双酚E型氰酸酯树脂的黏度和固化特性,揭示催化剂对双酚E型氰酸酯树脂固化特性的影响规律;采用树脂传递模塑和真空导入模塑工艺制备石英纤维/双酚E型氰酸酯复合材料,并考察其力学性能。结果表明,双酚E型氰酸酯树脂室温至90℃范围内的黏度小于300 m Pa·s,凝胶时间大于10 h,起始固化温度、固化温度和终止固化温度分别为186±5℃,235±5℃和286±5℃;固化特征温度随着催化剂含量的增加而降低,直至催化剂饱和,其饱和范围为0.02%~0.03%,可使双酚E型氰酸酯树脂体系的固化温度降低约60℃,从而避免爆聚,实现液相法成型其复合材料;真空导入模塑工艺制备的石英纤维/双酚E型氰酸酯复合材料的力学性能明显优于树脂传递模塑制备试样。     

增强材料芳纶纤维在减振降噪橡胶制品中的应用

论述了橡胶制品用骨架材料芳纶纤维的发展、结构及其性能,并结合橡胶减振消声制品的发展,阐述了芳纶纤维在该类产品中的潜在应用前景.     

光纤光栅反射率及相位响应的计算

采用分层介质膜的等效模型 ,计算了均匀光纤光栅及线性啁啾光栅的反射谱、透射谱及反射相位跃变 ,结果与采用耦合模理论计算的结果相吻合 ,表明这是分析光纤光栅的光反射特性的一种有效的新方法 .     

N元光纤光栅传感器阵列解调信号的最低可见度分析

研究了非平衡光纤Mach-Zehnder干涉仪解调N元光纤光栅传感器阵列时的偏振衰落问题.运用邦加球和光纤偏振光传输理论,利用简化模型,通过详细的理论分析,得到优化控制下阵列传感信号最低可见度的下限表达式,并通过计算机仿真,验证了结果的正确性,并详细分析了仿真实验的结果.     

反对称铺层碳纤维复合材料圆柱壳的双稳态应力特性

双稳态复合材料可广泛应用于各类可变结构的设计。针对反对称铺层的圆柱壳,利用有限元软件ABAQUS的Standard准静态分析,模拟其双稳态跳变过程和跳回过程,探讨在整个连续过程中圆柱壳上的应力分布情况,以及应力随时间和载荷变化的趋势,从而对该类可变结构的设计起到指导作用。结果表明:该类复合材料圆柱壳跳变过程中最大应力出现在载荷施加点与约束点附近,第二稳态下应力关于板中心呈中心对称分布,最大应力沿板壳对角线出现在四个角内侧附近,而跳回过程中应力由第二稳态下的分布慢慢变为集中在约束点附近。而且整个圆柱壳上的最大应力时刻与最大载荷施加的时刻不重叠,具有滞后性。     

光学波导中原子干涉的加速度测量

提出一种水平方向、光学波导中原子干涉的加速度测量方案。详细介绍了光路结构、原子团制备以及光学波导的绝热装载等。通过实验手段对测量方案进行验证,首先将~(87)Rb原子团冷却至50 nK的玻色爱因斯坦凝聚态,随后对超冷原子团施加布拉格光进行分束、合束,完成原子干涉过程。实验结果显示,所提干涉测量系统能够实现单轴加速度测量,对未来高精度多轴加速度测量系统的研制具有指导借鉴意义。     

Experimental investigation for machinability aspects of graphene oxide/carbon fiber reinforced polymer nanocomposites and predictive modeling using hybrid approach

This article explores the drilling behavior of polymer nanocomposites reinforced by Graphene oxide/Carbon fiber using a hybrid method of Grey theory and Principal component analysis (GR-PCA). An online digital dynamometer was employed for the evaluation of Thrust Force and Torque. The image processing technique computes the delamination. Response surface methodology (RSM) considers the parameters, namely, drilling speed (S), feed rate (F), Graphene Oxide wt.% (G) in designing the experimentation array. Principal component analysis (PCA) was used to tackle the response priority weight during the combination of multiple functions. Analysis of variance (ANOVA) scrutinized the influence of parameters and intended the regression models to predict the response. GR-PCA evaluated the optimal parametric setting and remarked that feed rate acts as the most predominant factor. The higher feed rate and wt.% of G is responsible for surface damages like fiber pull-out, fiber fracture and cracks. A significant improvement in drilling responses has been obtained and also validates through confirmatory test and microstructure investigations.     

基于PON技术的多站雷达数字光纤传输系统设计

提出一种多站雷达体系雷达数据光纤传输系统的方案设计和实现方法。与传统雷达使用的光纤传输系统不同,而是采用技术较新的基于无源光网络PON的实时数据通信系统,这是无源光网络技术在多传感器实时通信领域的首次应用。在系统设计中利用先进的光电子和在编程技术,实现了点对多点雷达数据光纤传输,提高了信号传输质量,同时系统具有动态接入和扩容的能力。     

L波段掺铒光纤放大器增益钳制及提高特性研究

报道了一种新型980 nm激光二极管(LD)泵浦高增益的掺铒光纤放大器(EDFA).通过加入中心波长为1 550 nm光纤光栅(FBG)可以明显提高增益,并分析了增益钳制的原理.实验得到其增益比无FBG结构EDFA提高8 dB,并得到了小信号输入时增益25 dB的有效钳制.