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公开(公告)号：CN110412038A
公开(公告)日：2019-11-05
申请号：CN201910644098.7
申请日：2019-07-17
申请人： 天津大学
摘要： 本发明公开了一种基于单光纤光栅和神经网络的结构损伤位置识别系统，包括宽带光源、光纤隔离器、可调谐F-P滤波器、掺铒光纤放大器、光纤环形器、光纤光栅传感阵列、非平衡M-Z干涉仪、光电探测器阵列、数据采集卡、数据处理单元和信号发生模块；在每一个待测的结构区域安装光纤光栅传感阵列中的一只光纤光栅传感器，用单只光纤光栅传感器采集结构在主动信号激励下的振动响应信号；用小波包分解技术对采集到的信号进行分解得到包含损伤位置信息的特征向量，然后将特征向量输入神经网络进行训练，经过训练后的神经网络能够实现准确的结构损伤位置识别。本发明降低了系统的成本和传感器网络的复杂度，并且正确识别率达96％。
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公开(公告)号：CN110686708A
公开(公告)日：2020-01-14
申请号：CN201910877874.8
申请日：2019-09-17
申请人： 天津大学
IPC分类号： G01D5/26
摘要： 本发明公开了一种变温环境抑制扫描非线性的光纤光栅传感解调系统及方法，泵浦源发射出980nm波长的泵浦光作为扫描光源，经过波分复用器(2)进入到掺铒光纤(3)中，经光纤1×2耦合器(4)将输入光分成两束光，并对其进行抽运；掺铒光纤在泵浦光的作用下产生宽带受激辐射光，可调谐F-P滤波器(5)受到电压的调制对经过光纤隔离器(6)的宽带光进行波长调谐，输出的扫描光源(7)分为三路分别进入光纤光栅传感器(10)、F-P标准具(12)和长光程差迈克尔逊干涉仪(15)中，三路光又通过光电探测器(11)和数据采集卡(16)转化为电信号数据，通过解调算法进行布拉格波长解调。本发明可扩展为多种变温环境下的解调误差抑制应用，制作成本低。
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公开(公告)号：CN110736708B
公开(公告)日：2022-04-08
申请号：CN201910898263.1
申请日：2019-09-23
申请人： 天津大学
摘要： 本发明公开了一种变温环境下基于恢复的FBG高精度解调方法，包括ASE宽带光源(1)、光纤隔离器(2)、可调谐F‑P滤波器(3)、光纤1×2耦合器(4)、第一、第二光纤环形器(5)(6)、光纤Bragg光栅串(7)、HCN气室(8)、光电探测器阵列(9)、数据采集卡(10)、处理单元(11)和信号发生模块(12)；使用反卷积算法对采集到的HCN气室吸收信号进行处理，得到恢复后的吸收峰细锐的HCN吸收光谱，作为绝对波长参考，实现光纤光栅布拉格波长的高精度解调。本发明方法不需要冗余的装置结构，克服了温度变化对解调结果的影响，可以有效地提高在恒温和变温环境下的解调性能；解调精度平均提高49.4％。将可精确解调范围扩展到整个C波段。
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公开(公告)号：CN110412038B
公开(公告)日：2022-03-22
申请号：CN201910644098.7
申请日：2019-07-17
申请人： 天津大学
摘要： 本发明公开了一种基于单光纤光栅和神经网络的结构损伤位置识别系统，包括宽带光源、光纤隔离器、可调谐F‑P滤波器、掺铒光纤放大器、光纤环形器、光纤光栅传感阵列、非平衡M‑Z干涉仪、光电探测器阵列、数据采集卡、数据处理单元和信号发生模块；在每一个待测的结构区域安装光纤光栅传感阵列中的一只光纤光栅传感器，用单只光纤光栅传感器采集结构在主动信号激励下的振动响应信号；用小波包分解技术对采集到的信号进行分解得到包含损伤位置信息的特征向量，然后将特征向量输入神经网络进行训练，经过训练后的神经网络能够实现准确的结构损伤位置识别。本发明降低了系统的成本和传感器网络的复杂度，并且正确识别率达96％。
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公开(公告)号：CN110736436B
公开(公告)日：2021-07-06
申请号：CN201910820420.7
申请日：2019-09-01
申请人： 天津大学
摘要： 本发明公开了一种基于波长跟随的相移光纤光栅传感灵敏度稳定系统及方法，包括相移光纤光栅(1)、光电平衡探测器(3)、光纤环形器(4)、可调谐窄线宽激光器(5)、数据采集卡(6)和控制系统(7)；相移光纤光栅(1)的透射光与反射光同时输入光电平衡探测器(3)，进行反射光谱与透射光谱的差分放大；所述可调谐窄线宽激光器(5)输出的光波进入相移光纤光栅(1)，控制系统(7)分别与数据采集卡(6)和可调谐窄线宽激光器(5)进行通信。本发明能够实现系统高灵敏度检测时的灵敏度稳定性要求，消除因环境温度和光热效应导致的相移光纤光栅温度与应变交叉敏感的问题。
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公开(公告)号：CN110736708A
公开(公告)日：2020-01-31
申请号：CN201910898263.1
申请日：2019-09-23
申请人： 天津大学
摘要： 本发明公开了一种变温环境下基于恢复的FBG高精度解调装置及解调方法，该装置包括ASE宽带光源(1)、光纤隔离器(2)、可调谐F-P滤波器(3)、光纤1×2耦合器(4)、第一、第二光纤环形器(5)(6)、光纤Bragg光栅串(7)、HCN气室(8)、光电探测器阵列(9)、数据采集卡(10)、处理单元(11)和信号发生模块(12)；使用反卷积算法对采集到的HCN气室吸收信号进行处理，得到恢复后的吸收峰细锐的HCN吸收光谱，作为绝对波长参考，实现光纤光栅布拉格波长的高精度解调。本发明方法不需要冗余的装置结构，克服了温度变化对解调结果的影响，可以有效地提高在恒温和变温环境下的解调性能；解调精度平均提高49.4％。将可精确解调范围扩展到整个C波段。
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公开(公告)号：CN110887513A
公开(公告)日：2020-03-17
申请号：CN201911137712.7
申请日：2019-11-19
申请人： 天津大学
摘要： 本发明公开了一种基于BP神经网络的光纤光栅传感系统及其解调方法，泵浦源(1)发射出980nm波长的泵浦光，经过波分复用器(2)进入到掺铒光纤(3)中，并对其进行抽运；掺铒光纤(3)在泵浦光的作用下产生宽带受激辐射光，可调谐F-P滤波器(5)受到电压的调制对经过光纤隔离器(6)的宽带光进行波长调谐，形成扫描光源(7)；扫描光源7输出的光分为两路通过光纤光栅传感器(10)和F-P标准具(12)，通过光电探测器、LABVIEW程序和MATLAB程序将F-P标准具信号与FBG信号进行采集、滤波、寻峰，基于BP神经网络训练和仿真，解调出FBG中心波长作为目标输出。与现有技术相比，经对解调结果的数据分析，本发明实现了高精度、稳定性较强的FBG光纤传感解调。
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公开(公告)号：CN109709070B
公开(公告)日：2021-07-20
申请号：CN201811638117.7
申请日：2018-12-29
申请人： 天津大学
IPC分类号： G01N21/43 , G01K11/3206
摘要： 本发明公开了一种复合光纤光栅传感器及其折射率和温度双参量测量方法，该传感器结构包括单模光纤(1)及单模光纤纤芯(2)，在所述单模光纤纤芯(2)沿水平方向上设置由长周期光栅(3)和倾斜光栅(4)构成混合光栅；入射光(5)入射到混合光栅，之后出射光(6)进入光波测量系统；得到倾斜光栅折射率测量因子的波长偏移量，然后通过灵敏度系数反演得到实际灵敏度值；之后用该实际灵敏度值补偿长周期光栅双参量测量因子中折射率导致的波长偏移，进而得到被测温度，实现了折射率和温度双参量测量。本发明实现了两种参量的同时测量，结构简单、降低了计算量，同时兼具了传统长周期光栅高折射率灵敏度的优点和倾斜光栅高温度灵敏度的优点。
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公开(公告)号：CN110736436A
公开(公告)日：2020-01-31
申请号：CN201910820420.7
申请日：2019-09-01
申请人： 天津大学
摘要： 本发明公开了一种基于波长跟随的相移光纤光栅传感灵敏度稳定系统及方法，包括相移光纤光栅(1)、光电平衡探测器(3)、光纤环形器(4)、可调谐窄线宽激光器(5)、数据采集卡(6)和控制系统(7)；相移光纤光栅(1)的透射光与反射光同时输入光电平衡探测器(3)，进行反射光谱与透射光谱的差分放大；所述可调谐窄线宽激光器(5)输出的光波进入相移光纤光栅(1)，控制系统(7)分别与数据采集卡(6)和可调谐窄线宽激光器(5)进行通信。本发明能够实现系统高灵敏度检测时的灵敏度稳定性要求，消除因环境温度和光热效应导致的相移光纤光栅温度与应变交叉敏感的问题。
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公开(公告)号：CN109855660A
公开(公告)日：2019-06-07
申请号：CN201811401186.6
申请日：2018-11-22
申请人： 天津大学
IPC分类号： G01D5/26
摘要： 本发明公开了一种降低光纤光栅波分复用组网系统中信道间隔的方法，步骤(1)、通过对波分复用系统中的FBG同时施加周期性的调制，得到周期性变化的一系列反射光谱；步骤(2)、利用一个完整调制周期内的所有FBG反射光谱，得到每一个波长点处的光强值随调制时间的变化曲线，并对此曲线进行傅立叶变换，求出其中的二倍频分量强度与基频分量强度之比值 步骤(3)、在同一个变化曲线上，构造出半高宽度变窄的振幅比曲线；步骤(4)、改变波分复用系统中各个光纤光栅传感器FBG的调制方向，重复步骤(1)至步骤(3)。本发明在现有的实际作业环境中，更加有效、更加便捷的监测海洋倾倒行为，并且具有较高的准确性。
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