光纤位移传感器

摘要： 在对光纤位移传感器进行温度标定的过程中,随着工作环境的变化,位移传感器的测量值会产生误差,从而使位移传感器在使用时随着环境温度的变化发生精度下降的情况。为减少这种漂移偏差,该文使用径向基(RBF)神经网络对位移传感器进行温度补偿,并采用自适应的设计思想寻找RBF函数中心。将位移量和环境温度作为输入,其输出为传感器输出电压,使用自适应的设计思想来确定基函数的中心,建立一个基于RBF神经网络的模型。结果表明,该模型的训练结果可以使光纤位移传感器进行测量的相对误差降低9.23%,在测量精度上有很大的改进,证明了该方法的可行性。

摘要： 为了减小温度漂移对光纤位移传感器测量精度的影响,采用基于粒子群算法优化最小二乘支持向量机(PSO-LSSVM)的模型对该传感器进行温度补偿.通过对光纤位移传感器做二维标定试验,利用LM35温度传感器获取试验环境温度数据,建立了PSO-LSSVM温度补偿模型.该模型的核心思想是利用粒子群优化(PSO)算法对最小二乘支持向量机(LSSVM)算法中的惩罚因子C和核函数参数δ不断地进行优化选择,直至适应度函数值达到预期要求,此时温度补偿达到最优效果.比较温度补偿前后的数据,零位温度系数从9.78×10-3/°C提升到2.07×10-3/°C;灵敏度温度系数从7.47×10-3/°C提升到1.51×10-3/°C.PSO-LSSVM模型能够有效地实现对光纤位移传感器的温度补偿.对光纤位移传感器进行温度补偿的研究,将对使用该传感器进行测量的领域产生积极的影响.

摘要： 利用反射式光纤位移传感器在输出电流为20 mA的条件下,选用线性度较好的1.10～1.65mm位移区曲线为定标曲线,测量钢丝在加载情况下的微小伸长量,计算钢丝的杨氏模量.与光杠杆法相比较,测量误差小,准确度高.

摘要： 为了解决农业设备位移的宽量程、高灵敏度非接触测量问题,提出一种基于Peanut-shape迈克尔逊干涉结构的非接触式光纤位移传感器.分析了光纤Peanut-shape迈克尔逊干涉原理,设计了将磁场与Peanut-shape结构形成的全纤式迈克尔逊干涉相结合的传感器结构,并通过磁场仿真,得到磁场强度曲线.建立了传感器应变标定系统和位移测试系统.试验结果表明:Peanut-shape迈克尔逊干涉的光纤传感器应变灵敏度达到1.82 pm/με,是普通光纤的1.5倍,线性度为0.997;位移测试得到的光谱曲线与磁场仿真曲线结果一致,可以实现位移的测量,且线性拟合度达到0.999.

摘要： 为了实现光纤位移传感器的光强补偿和减小测量误差,提出了一种基于遗传算法(GA)优化BP神经网络的光强补偿及校正模型.首先通过对光纤位移传感器做标定实验,获得传感器测量的原始数据,然后采用GA-BP神经网络进行建模,通过对遗传算法的适应度函数、编码方式和参数进行研究,利用遗传算法的全局寻优能力对传统BP神经网络的权值、阈值进行优化,改善了其容易陷入局部极值的问题.最后利用实测数据对GA-BP网络和传统BP网络进行训练,实验结果表明,GA-BP网络比BP网络的预测误差小很多,提高了补偿精度,从而实现了光纤位移传感器的光强补偿.

摘要： 为了实现对聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)瓶胚壁厚实时、高效、高精度的测量,采用理论仿真结合实验验证的方法,以标称3.5mm厚型的PET瓶胚为例给出设计实例,建立了PET瓶胚壁厚测量的光学模型,根据光线追迹原理分析验证反射式光纤位移传感器在测量PET瓶胚壁厚中应用的可行性,并利用LIGHTTOOLS软件进行仿真模拟,最终设计出一种基于反射式光纤位移传感器对PET瓶胚壁厚实时测量的装置,并进行了实验验证.结果表明,实验装置的测量量程为3.20mm～3.80mm,线性度为15.8％,灵敏度为0.8448mV/μm,该装置相比传统测量效率提高了30％以上.这对提高实际检测效率和精度具有参考应用价值.

摘要： 介绍了一种斜面透镜光纤在反射式光纤位移传感器中的应用,即接收光纤采用斜面透镜光纤.基于平面式单光纤对光强调制特性函数表达式,建立了斜面接收光纤单光纤对光强调制特性的数学模型,通过对调制特性函数的仿真实验,得出了光纤间距、光纤芯径和光纤数值孔径等参量对传感器调制特性的影响规律.%This paper introduces the application of a slant lens fiber in a reflective fiber optical displacement sensor,namely the receiving fiber use the slant lens fiber.Based on the characteristic formula expression of the intensity modulation of planar single fiber pair,a mathematic model of single fiber fair intensity modulation is established.After simulation experiment,the influence of fiber spacing,fiber core diameter and fiber numerical aperture on the modulation characteristics of the sensor is summarized.

摘要： 近年来,高精度的位移测量精度要求越来越高,为响应这一需求,本文依据待测位移量可由反射光强变化得出的原理设计了一种基于塑料光纤的位移传感器.本文所涉及的光纤位移传感器以静态拉伸式杨氏模量测量实验中钢丝长度的微小变化为待测量进行设计.在整个传感器系统制作完成后,结果显示,在0~3mm的位移范围内,测量输出与实际位移成线性关系且线性度为0.6%,在较大位移区间内实现了具有良好线性度的测量,同时,根据实验结果测得灵敏度为2.13mV/μm,保证了测量的精准度.这种设计方法的使用扩大了塑料光纤的应用领域,同时,优化了传感器的精准度和线性化精度等性能指标.%In recent years, the high precision displacement measurement precision demand is higher and higher, in response to this demand, based on displacement under test can be reached by the reflected light intensity change principle to design a kind of based on plastic optical fiber displacement sensor. Optical fiber displacement sensor to involved in this paper the static tensile young's modulus measuring small changes in the length of the wire in the experiments to measure to carry on the design. Throughout the sensor system production is completed, the experimental results show that the sensor output within the range 0 ~ 3 mm and a linear relationship with the displacement, the sensitivity of 2.13 mV/mu m, linearity is 0.6%, so in larger measuring range is realized with good linear. This kind of design greatly enlarged the scope of the use of plastic optical fiber, and the sensor precision is improved greatly by, and the need for linearization accuracy into consideration.

摘要： 光纤传感器是一种以光纤作为敏感元件的新型传感器,通过研究能够得出:光波在光纤中的传播受被测量影响的调制特性,可以检测被测对象的各种物理量,如位移、振动、应变、流量等.其中,反射式强度调制型光纤位移传感器是其最基本的一种光纤传感器形式.因其具有结构简单、灵敏度高,且耐高压、耐高温、耐腐蚀和抗电磁干扰等优越性能,可用于各种恶劣环境下完成非接触测量.在分析光纤位移传感器工作原理的基础之上,讨论了光纤检测技术的发展现状和其中涉及的关键技术.进而,较深入地分析研究了它在润滑油膜动态监测、旋转机械转子振动检测、航空发动机叶尖间隙检测以及航空发动机燃油流量检测等方面的典型工程应用.最后,还对此项技术的研究进行了总结和展望.

摘要： 介绍了一种提高反射式光纤位移传感器灵敏度的方法，即设置两光纤倾斜一定角度，且二者与反射面夹解相等，通过调整两光纤间夹角及两光纤间隔来进一步提高灵敏度。

摘要： 为满足微动平台的体积微小化,特研制微弯式光纤微位移传感器,它具有很小的体积；同时具有高分辨率,可达几个纳米。微弯式光纤位移传感器是基于光的强度调制原理。光纤的模式耦合理论指出,在光纤受到外力产生微弯变形时,纤芯中部分光会透入包层,从而造成光强的传输损耗,泄漏的光波强度随着光纤的微弯程度而变化。分析了微弯器的各个参数对光强损耗的影响,并提出了一种新的结构设计,最后通过实验得到了位移与光强之间的关系曲线,对提高微弯式光纤位移传感器的灵敏度具有重要意义。

摘要： 本文对反射式光纤位移传感器常用的不等间距三光纤探头、等间距三光纤探头及单出射光纤基准三种补偿方法进行了原理分析和比较，给出了实验结果。论述了各种方法的特点及适用范围。

摘要： 以光纤位移传感器实验为切入点，探索进阶实验教学的新方法和仪器，解析专业课程体系内课程内容的相关性及训练的贯通性。

摘要： 本文设计了用于测量滑动轴承油膜的双圈同轴式光纤位移传感器。建立了双圈同轴光纤传感器调制函数的数学模型，并对其补偿机理进行了分析。对影响传感器特性的参数，包括接收光纤纤芯半径a0、发射光纤和接收光纤的轴间距d、光纤的最大入射角θc 等进行了仿真计算和分析。结果表明，这种光纤传感器可以有效地消除因光源光强波动、表面反射率以及光纤传输损耗的改变对输出特性的影响。最后，通过分析给出了系统最终选定的设计参数。

摘要： 本文对光强位移传感器实验装置的研制进行了讨论。给出了一个光强位移传感器实验的设计方案。实验内容包括传感器的标定、测量灵敏度等参数以及测量了反射靶材料、反射靶端面跟光纤探头的夹角对传感器输出特性曲线的影响。

摘要： 首先介绍了一种反射式强度调制光纤位移传感器的测量原理,并在此基础上就反射面表面形状对这种传感器理论特性的影响进行了深入分析,得出了当表面曲率半径远大于光纤直径时,表面形状因子可以忽略不计.从而针对滑动轴承润滑膜的动态特性,提出了润滑膜光纤动态测量方案.最后,通过实验验证表明,这种反射面形状因素分析方法是正确的,且所提出的滑动轴承润滑膜光纤动态测量方案是可行的.

摘要： 在对弹流膜厚测量方法总结的基础上,介绍了与轧机油膜轴承油膜厚度的测量相关的技术方法,重点的介绍了近期发展的光纤位移传感器方法和超声共振方法.通过比较分析,得出光纤位移传感器方法虽然测量精度高,外界依赖性小,但是其透光性要求极大的限制了在轧机油膜轴承上的应用,超声共振法具有对材料的穿透能力,研究其应用有较高的实用价值.

摘要： 在超导精密仪器的研制工作中有时需要测量杜瓦容器内超导体的微小位置变化.由于超导体需运行在极低温环境,运用常规方法难以对超导体的微小位移进行测量.作者选用光纤位移传感器进行非接触测量,研究了光纤位移传感器在室温和液氮温度下的静态传输特性.本项研究为超导体位移、振动的测量提供了一种新的方法.

摘要： 本发明公开了微位移传感器用光纤探针制备方法及微位移传感器和应用，将端部切平的光纤垂直浸入混合材料溶液中，然后将浸润后的光纤取出使其端面与水平面平行，将光纤另一端通过光纤准直器连接光源，打开光源使光纤的输出功率为0.1uw‑5uw，持续时间为1s‑16s，利用光纤光源由内之外扩散减弱同时长度方向减弱使光纤端部形成锥结构，最后通过腐蚀得到光纤探针结构，本发明方法简单，基于制备得到的光纤探针结构的双光纤探针微位移传感器，利用光纤尖端结构光谱敏感性，能够实现微位移的精准检测，采用光纤结构灵敏度高、抗电磁干扰能力强、耐腐蚀、防爆、结构简单、体积小、重量轻，可以用于高压、电气噪声、高温、腐蚀、或其它的恶劣环境，结构简单且成本低。

摘要： 本发明提供一种位移传感器和位移传感器测量位移的方法，其位移传感器包括磁阻开关阵列模块、并行/串行模块、微处理器、数模转换器、运算放大器、位移磁体，磁阻开关阵列模块包括按照预设间隔成直线分布的磁阻开关，各磁阻开关依次连接并行/串行模块的并行接口，并行/串行模块的串行接口与微处理器连接，微处理器还依次连接数模转换器、运算放大器；微处理器通过并行/串行模块获取磁阻开关阵列模块中的各个磁阻开关的状态信息，根据各个磁阻开关的状态信息判断得到位移磁体的相对位置信息，并经数模转换器数模转换以及运算放大器放大，调整。本发明可大大缩减产品制造成本、生产工艺简单，有效改善产品成品率，提高生产效率。

摘要： 本发明涉及一种光纤光栅微位移传感器，包括底板、两个侧板、光纤固定台、插销、环体、单模光纤、光纤光栅和顶针；两个侧板分别固定设置在底板的两侧，且与底板垂直设置，底板的一端伸出侧板外，并连接光纤固定台；插销垂直且转动连接在底板上，插销的上端固定设有环体，环体上靠近光纤固定台的一端设有连杆；单模光纤的中部环绕环体远离光纤固定台的一侧设置；本发明还涉及带有该传感器的机床立柱。本发明的有益效果是：本发明的一种光纤光栅微位移传感器及带有该传感器的机床立柱，结构简单，工作可靠，能满足恶劣的工程应用环境，且易于进行系列化大批量生产，且能测量微米级和纳米级位移，并能连续长期监测，具有较好的温度补偿效果。

摘要： 本发明公开了微位移传感器用光纤探针制备方法及微位移传感器和应用，将端部切平的光纤垂直浸入混合材料溶液中，然后将浸润后的光纤取出使其端面与水平面平行，将光纤另一端通过光纤准直器连接光源，打开光源使光纤的输出功率为0.1uw‑5uw，持续时间为1s‑16s，利用光纤光源由内之外扩散减弱同时长度方向减弱使光纤端部形成锥结构，最后通过腐蚀得到光纤探针结构，本发明方法简单，基于制备得到的光纤探针结构的双光纤探针微位移传感器，利用光纤尖端结构光谱敏感性，能够实现微位移的精准检测，采用光纤结构灵敏度高、抗电磁干扰能力强、耐腐蚀、防爆、结构简单、体积小、重量轻，可以用于高压、电气噪声、高温、腐蚀、或其它的恶劣环境，结构简单且成本低。

摘要： 本发明提供一种位移传感器和位移传感器测量位移的方法，其位移传感器包括磁阻开关阵列模块、并行/串行模块、微处理器、数模转换器、运算放大器、位移磁体，磁阻开关阵列模块包括按照预设间隔成直线分布的磁阻开关，各磁阻开关依次连接并行/串行模块的并行接口，并行/串行模块的串行接口与微处理器连接，微处理器还依次连接数模转换器、运算放大器；微处理器通过并行/串行模块获取磁阻开关阵列模块中的各个磁阻开关的状态信息，根据各个磁阻开关的状态信息判断得到位移磁体的相对位置信息，并经数模转换器数模转换以及运算放大器放大，调整。本发明可大大缩减产品制造成本、生产工艺简单，有效改善产品成品率，提高生产效率。

摘要： 本发明涉及一种光纤光栅微位移传感器，包括底板、两个侧板、光纤固定台、插销、环体、单模光纤、光纤光栅和顶针；两个侧板分别固定设置在底板的两侧，且与底板垂直设置，底板的一端伸出侧板外，并连接光纤固定台；插销垂直且转动连接在底板上，插销的上端固定设有环体，环体上靠近光纤固定台的一端设有连杆；单模光纤的中部环绕环体远离光纤固定台的一侧设置；本发明还涉及带有该传感器的机床立柱。本发明的有益效果是：本发明的一种光纤光栅微位移传感器及带有该传感器的机床立柱，结构简单，工作可靠，能满足恶劣的工程应用环境，且易于进行系列化大批量生产，且能测量微米级和纳米级位移，并能连续长期监测，具有较好的温度补偿效果。

摘要： 本发明公开了一种传感器结构，套管（10），具有轴向延伸的内孔腔；光纤光栅（80），位于所述套管（10）内；和移动支座（20），位于所述套管内，其具有在外力作用下沿着套管（10）的轴向移动的行程范围；其中，所述光栅光纤（80）的一端固定在所述套管（10）的第一端，同时所述光栅光纤（80）的另一端与所述移动支座（20）连接在一起；以及其中，所述光栅光纤（80）在承受所述移动支座（20）相对于所述套筒（10）的第一端的拉伸作用力时，生成相应的信号。另外，本发明还涉及一种光栅光纤位移传感器，包括根据前述的传感器结构；和光纤解调仪。附加地，还包括处理器单元和显示单元。

摘要： 本发明涉及光纤位移传感器、光纤位移检测装置及传感器用光纤。其中光纤位移传感器包括具有可弯曲段的光纤，光纤用于传输光波的纤芯上于光纤的可弯曲段设有用于使部分光波泄漏出的光泄漏口，在可弯曲段弯曲时曲率半径相同的位置，光泄漏口的朝向与曲率半径的方向相同或相反，光纤位移传感器还包括用于根据具有相对位移的两个物体的位移变化使可弯曲段的曲率发生改变的光纤形变装置。具有相对位移的两个物体产生位移变化时，光纤会在光纤形变装置的作用下发生形变，而光泄漏口能够使光纤的光强在光纤的弯曲情况变化时发生明显变化，实现系统检测灵敏度的提升，能够降低光纤成本，降低配套的波长处理设备的成本，便于制造、调试和维护。

摘要： 本发明提供了一种关节式光纤深部位移传感器及传感器阵列，传感器包括保护软管、上关节、下关节、轴及光纤光栅，上关节和下关节设于腔体中，上关节和下关节的身部与保护软管的管壁紧贴，上关节的头部与下关节的头部通过轴铰接，并且上关节的头部、下关节的头部与管壁围成一容置空间，光纤光栅设于容置空间中，其一端固定在上关节上，另一端固定在下关节上。本发明用于路基或地基的深部位移或形变的监测，重点解决目前光纤位移传感器用于深部位移监测直径过大、长度过长、灵敏度不高的问题。

摘要： 本实用新型公开了传感器结构和包括所述传感器结构的光栅光纤位移传感器，一种传感器结构，包括套筒（10），具有轴向延伸的内孔腔；光纤光栅（80），位于所述套筒（10）内；和移动支座（20），位于所述套筒内，其具有在外力作用下沿着套筒（10）的轴向移动的行程范围；其中，所述光栅光纤（80）的一端固定在所述套筒（10）的第一端，同时所述光栅光纤（80）的另一端与所述移动支座（20）连接在一起；以及其中，所述光栅光纤（80）在承受所述移动支座（20）相对于所述套筒（10）的第一端的拉伸作用力时，生成相应的信号。另外，本实用新型还涉及一种光栅光纤位移传感器，包括根据前述的传感器结构；和光纤解调仪。附加地，还包括处理器单元和显示单元。