新型动态和双参量测量布里渊光纤传感技术和机理的研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:61565002
- 项目类别:地区科学基金项目
- 资助金额:36.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:F0503.传输与交换光子器件
- 结题年份:2019
- 批准年份:2015
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2016-01-01 至2019-12-31
- 项目参与者:林浩山; 潘福东; 肖华鹏; 梁维刚; 全文文; 唐腾; 王志伟;
- 关键词:
项目摘要
The Brillouin optical time domain analysis (BOTDA) based on stimulated Brillouin scattering (SBS) is one of the key distributed sensing technique for temperature and strain measurement. BOTDA with its strong detection signal, long sensing distance and high measurement accuracy is widely used in the structure health monitoring (SHM).The necessity to scan the pump–probe frequency shift leads to a relatively long acquisition time, of the order of tens of seconds to minutes. Therefore, traditional BOTDA is not suitable to acquire time-varying strain changes. However, for a broad range of structural phenomena there is a critical need for dynamic strain acquisition. Moreover, the requisite of access to both fiber-end and cross sensitivity limits the practice of the sensor in SHM. In this project, we propose a novel Brillouin gain spectrum (BGS) double slope-assisted BOTDA (DSA-BOTDA) and a single access DSA-BOTDA for dynamic strain measurement. And on this basis, the coherent detection technology is used to improve the signal to noise ratio, and the double sideband (DSB) probe technique is employed to suppress the non local effect, and thus a long distance, high accuracy dynamic BOTDA sensing system could be realized. Furthermore, the theoretical correlation between the working point and the strain measurement range and resolution would be explored systematically. It is expected that the proposed configuration can offer a novel Brillouin distributed optical fiber sensing technology with dynamic sensing and simultaneous temperature and dynamic strain measurement, which would provide some key academic and technological supports for our country in the structure health monitoring.
基于受激布里渊散射效应的布里渊光时域分析仪(BOTDA)是一种具有温度和应变测量的分布式光纤传感技术。BOTDA技术具有探测信号较强,传感距离长、测量精度高的特点,在大型结构健康监测中有着广泛的应用。由于需要扫描布里渊增益谱才能获取布里渊频移变化,故其测量时间在几十秒-分量级,因此BOTDA不适合用于动态的应变测量。此外,由于双端接入和交叉敏感问题的存在,传统BOTDA难以胜任实际的结构健康监测。本项目旨在提出一种基于布里渊增益谱(BGS)双边带响应实现动态应变测量的BOTDA系统和单端结构的动态BOTDA传感系统,并在此基础上利用相干探测技术提高信噪比,利用双边带探测方案实现非局域效应的抑制,实现长距离、高精度的动态BOTDA传感系统;针对该技术,建立不同频点作为工作点与应变测量范围的理论关系。本项目的研究为我国自主构建高效结构健康监测新体系提供部分关键学术积累与技术支持。
结项摘要
高性能光纤传感器在基础设施、环境监测等领域具有广泛的应用前景,双参量或者多参量同时测量是新型光纤传感技术研究的重要方向。项目实施以来,我们主要开展了以下的研究:提出了一种基于相干探测和双边带探测的,能进行动态应变和温度同时传感的BOTDA传感技术,对工作频率点的选择做了理论模拟分析,实验上对双参量同时传感做了充分的研究,最终在10.6km的传感光纤上实现了一个温度事件和2个应变引起的低频(7.00Hz 和10.00Hz)振动事件的同时传感测量,实现了3m的空间分辨率,1.2°C温度精度和0.67Hz 频率测量分辨率,该方案在一些需要对温度和动态应变进行同时测量的场合有潜在的应用。为了实现双参数传感,提出并实验证实了一种高性价比的温度和液体折射率光纤传感器,该传感器由在Sagnac光纤圆环中嵌入保偏-D形光纤结构构成。实验研究了该传感器的温度和折射率特性,利用不同谐振波谷具有不同的温度和折射率响应特性,实现了温度和折射率的同时测量,温度和折射率灵敏度分别达到1.804nm/°C 和131.49nm/RIU。采用拉伸法和光纤光栅实现了对金属丝杨氏模量的测量,该方法在选材领域有着潜在的应用前景。设计和实现了一种七芯光纤-保偏(MCF-PM)光纤结构的温度传感器,传感器获得最高-2.38nm/℃的温度灵敏度,36dB干涉谱消光比。设计实现了基于单模光纤-保偏光纤-单模光纤(SPS)的光纤结构高灵敏度曲率和温度传感器,实验获得 59.849nm/m-1 曲率灵敏度和1.678nm/°C温度灵敏度。设计了基于布里渊激光器移频的BOTDA系统、动态分布式布里渊光纤传感方案、单端结构动态测量的布里渊光纤传感系统、基于脉冲编码和边沿滤波法的光纤光栅振动测量系统、基于D型光纤环形镜远程pH值监测装置和融合OTDR和弱反射光栅的振动传感方案。在微纳米尺度下,研究了热扰动和针尖形状对基于粘附力微纳米颗粒的拾取操作的影响研究,为后续开展微纳尺度光学传感提供理论支撑。
项目成果
期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(2)
专利数量(8)
Highly Sensitive Temperature Sensor Based on Multicore Fiber-Polarization Maintaining Fiber Loop Mirror
基于多芯光纤保偏光纤环镜的高灵敏温度传感器
- DOI:10.1109/jsen.2019.2946360
- 发表时间:2020-02-01
- 期刊:IEEE SENSORS JOURNAL
- 影响因子:4.3
- 作者:Zhang, Fan;Yue, Yaoli;Hu, Junhui
- 通讯作者:Hu, Junhui
Strain-induced vibration and temperature sensing BOTDA system combined frequency sweeping and slope-assisted techniques
应变引起的振动和温度传感 BOTDA 系统结合了扫频和斜率辅助技术
- DOI:10.1364/oe.24.013610
- 发表时间:2016
- 期刊:Optics Express
- 影响因子:3.8
- 作者:Jun Hui Hu;Lan Xia;Li Yang;Wenwen Quan;Xuping Zhang
- 通讯作者:Xuping Zhang
Influence of thermal fluctuations on the interactions between nanoscale particles
热波动对纳米粒子之间相互作用的影响
- DOI:10.1007/s11051-018-4266-7
- 发表时间:2018-06-14
- 期刊:JOURNAL OF NANOPARTICLE RESEARCH
- 影响因子:2.5
- 作者:Hu, JunHui;Lu, Caiyan;Yang, Li
- 通讯作者:Yang, Li
Analysis of humidity-dependent adhesion between a probe tip and a surface
分析探针尖端和表面之间与湿度相关的粘附力
- DOI:10.1016/j.partic.2016.08.005
- 发表时间:2017
- 期刊:PARTICUOLOGY
- 影响因子:3.5
- 作者:Yang Li;Hu Junhui;Xiao Huapeng;Quan Wenwen
- 通讯作者:Quan Wenwen
Young's Modulus Measurement of Metal Wires Using FBG Sensor
使用 FBG 传感器测量金属线的杨氏模量
- DOI:10.1007/s13320-019-0531-3
- 发表时间:2019
- 期刊:Photonic Sensors
- 影响因子:4.4
- 作者:Chen Chunchan;Liang Li;Quan Wenwen;Liao Liangzhang;Hu Junhui
- 通讯作者:Hu Junhui
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:{{ item.doi || "--"}}
- 发表时间:{{ item.publish_year || "--" }}
- 期刊:{{ item.journal_name }}
- 影响因子:{{ item.factor || "--"}}
- 作者:{{ item.authors }}
- 通讯作者:{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
其他文献
教育改革形势下高校物理实验虚拟仿真教学发展趋势研究
- DOI:--
- 发表时间:2016
- 期刊:广西物理
- 影响因子:--
- 作者:徐桂媚;李锋;沈洪涛;王力虎;潘福东;胡君辉;梁维刚
- 通讯作者:梁维刚
由覆杯实验引申的压强问题研究
- DOI:10.19655/j.cnki.1005-4642.2019.04.010
- 发表时间:2019
- 期刊:物理实验
- 影响因子:--
- 作者:庄党;张帆;张立娜;胡君辉;杜婧;全文文;阳丽
- 通讯作者:阳丽
基于光纤布拉格光栅的金属梁杨氏模量的测量
- DOI:--
- 发表时间:2016
- 期刊:激光与光电子学进展
- 影响因子:--
- 作者:全文文;康娟;阳丽;胡君辉
- 通讯作者:胡君辉
A BOTDA wth break interrogation function over 72 km sensing length
具有超过 72 公里传感长度的中断询问功能的 BOTDA
- DOI:--
- 发表时间:2013
- 期刊:Optics Express
- 影响因子:3.8
- 作者:胡君辉;张旭苹
- 通讯作者:张旭苹
波长扫描型布里渊光时域反射仪
- DOI:--
- 发表时间:2012
- 期刊:中国激光
- 影响因子:--
- 作者:赵晓东;路元刚;胡君辉;李密;张旭苹;Zhao Xiaodong Lu Yuangang Hu Junhui Li Mi Zhang Xu
- 通讯作者:Zhao Xiaodong Lu Yuangang Hu Junhui Li Mi Zhang Xu
其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:{{ item.doi || "--" }}
- 发表时间:{{ item.publish_year || "--"}}
- 期刊:{{ item.journal_name }}
- 影响因子:{{ item.factor || "--" }}
- 作者:{{ item.authors }}
- 通讯作者:{{ item.author }}
内容获取失败,请点击重试
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:
AI项目摘要
AI项目思路
AI技术路线图
请为本次AI项目解读的内容对您的实用性打分
非常不实用
非常实用
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
您认为此功能如何分析更能满足您的需求,请填写您的反馈:
胡君辉的其他基金
基于多模光纤的大应变动态范围布里渊分布式光纤传感技术研究
- 批准号:62165002
- 批准年份:2021
- 资助金额:36 万元
- 项目类别:地区科学基金项目
具有断点监测功能的BOTDA传感性能提升方法及其传感机理研究
- 批准号:61307096
- 批准年份:2013
- 资助金额:28.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
相似国自然基金
{{ item.name }}
- 批准号:{{ item.ratify_no }}
- 批准年份:{{ item.approval_year }}
- 资助金额:{{ item.support_num }}
- 项目类别:{{ item.project_type }}
相似海外基金
{{
item.name }}
{{ item.translate_name }}
- 批准号:{{ item.ratify_no }}
- 财政年份:{{ item.approval_year }}
- 资助金额:{{ item.support_num }}
- 项目类别:{{ item.project_type }}