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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：CN107817061B
公开(公告)日：2019-12-31
申请号：CN201710796664.7
申请日：2017-09-06
申请人： 天津大学
IPC分类号： G01K11/32
摘要： 本发明公开了一种基于低熔点玻璃的新型FBG温度传感器及其封装工艺方法，包括氧化铝陶瓷管(1)、聚酰亚胺FBG(2)、低熔点玻璃(3)、橡胶尾套(4)以及高温保护套(5)；聚酰亚胺FBG(2)穿过氧化铝陶瓷管(1)，且正处于陶瓷管(1)的中心位置，与氧化铝陶瓷管(1)相互平行；利用低熔点玻璃(3)使氧化铝陶瓷管(1)与聚酰亚胺FBG(2)构成陶瓷管‑FBG组合体；橡胶尾套(4)采用过盈配合方式分别套在陶瓷管两端；高温保护套(5)分别套在陶瓷管‑FBG组合体之外的两段聚酰亚胺尾纤部分，高温保护套(5)与橡胶尾套(4)之间也采用过盈配合。本发明封装工艺简单，封装后传感器重复性好，可靠性高；对于解决FBG传感器封装工艺问题具有重要意义。
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公开(公告)号：CN107907067A
公开(公告)日：2018-04-13
申请号：CN201711190674.2
申请日：2017-11-24
申请人： 天津大学
摘要： 本发明公开了一种基于周期调制的光纤光栅布拉格谐振波长确定方法，通过对悬臂梁施加周期性的应变得到周期性变化的反射光谱，并对各个光谱在每一个波长点处的强度值随调制时间的变化曲线进行傅立叶变换，求得其中的二倍频分量和基频分量的比值，通过利用每一个波长点处的比值重构出半高宽度变窄的光谱，以此更精确的获得光纤光栅反射谱的峰值点的位置，实现对光纤光栅的高精度解调。与现有技术相比，本发明最终重构出半高宽度更窄的光谱，进一步提高解调精度。
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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：CN111504946A
公开(公告)日：2020-08-07
申请号：CN202010281082.7
申请日：2020-04-10
申请人： 天津大学
摘要： 本发明公开了一种单模-多模-单模结构柔性折射率传感器制备方法，利用侧抛处理后的多模聚合物光纤作为传感器主体，步骤1、将多模聚合物光纤夹在两个单模石英光纤之间，将三者接合形成单模-多模-单模结构；步骤2、将多模聚合物光纤固定在抛光轮上，在研磨台上喷洒蒸馏水，使之吸附研磨纸，对多模聚合物光纤进行研磨侧抛处理；步骤3、将多模聚合物光纤固定在两基板之间，使之呈所需要的加工状态。与现有技术相比，本发明的单模-多模-单模结构柔性折射率传感器制备方法制作工艺简单，操作流程容易，成本低廉，侧抛过程、光纤接合过程均无特殊设备要求。
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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：CN107817061A
公开(公告)日：2018-03-20
申请号：CN201710796664.7
申请日：2017-09-06
申请人： 天津大学
IPC分类号： G01K11/32
摘要： 本发明公开了一种基于低熔点玻璃的新型FBG温度传感器及其封装工艺方法，包括氧化铝陶瓷管(1)、聚酰亚胺FBG(2)、低熔点玻璃(3)、橡胶尾套(4)以及高温保护套(5)；聚酰亚胺FBG(2)穿过氧化铝陶瓷管(1)，且正处于陶瓷管(1)的中心位置，与氧化铝陶瓷管(1)相互平行；利用低熔点玻璃(3)使氧化铝陶瓷管(1)与聚酰亚胺FBG(2)构成陶瓷管-FBG组合体；橡胶尾套(4)采用过盈配合方式分别套在陶瓷管两端；高温保护套(5)分别套在陶瓷管-FBG组合体之外的两段聚酰亚胺尾纤部分，高温保护套(5)与橡胶尾套(4)之间也采用过盈配合。本发明封装工艺简单，封装后传感器重复性好，可靠性高；对于解决FBG传感器封装工艺问题具有重要意义。
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公开(公告)号：CN107764434B
公开(公告)日：2020-02-07
申请号：CN201710796665.1
申请日：2017-09-06
申请人： 天津大学
IPC分类号： G01K15/00
摘要： 本发明公开了一种基于FP标准具的FBG温度传感器响应时间测量系统及方法，其中：ASE光源(1)发出的宽带光首先通过光隔离器(2)进入光环形器(3)一端口，然后光束从光环形器(3)二端口射出进入FBG温度传感器(4)；FBG温度传感器(4)反射光再次进入光环形(3)二端口，从光环形器(3)三端口射出进入FP标准具(5)发生干涉，光电探测器(6)实时探测干涉光强度，光强度信号由数据采集系统(7)实时采集；将FBG传感器波长变化通过FP标准具转换成光强度变化，通过光电探测器探测光强度变化，同时数据采集系统实时采集光强度信号；进而根据FP标准具的干涉强度公式计算出FBG温度传感器的波长变化情况，最终得到FBG温度传感器的响应时间。本发明结构简单，操作简便，FBG温度传感器的响应时间测量精度高，可以应用于工程实际。
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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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