基于双等强度悬臂梁的光纤光栅加速度振动传感器
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王宏亮(1951-),男,陕西横山人,教授,硕士生导师,主要 从事光纤传感与光功能材料的研究.

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国家“863”计划项目(2009AA6Z203)和陕西省教育厅专项科研计划(12JK0683,12JK0471)资助项目 (西安石油大学 光电油气测井与检测教育部重点实验室,陕西 西安 710065)


Fiber grating acceleration vibration sensor with double uniform strength cantilever beams
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    摘要:

    研制了一种基于双等强度悬臂梁式光纤布 拉格光栅(FBG)振动传感器。首先采用ANSYS软件对 传感器进行数值计算与仿真,得到在各个阻尼比下传感器的幅频特性曲线和相频特性曲 线,不断变化 传感器结构参数,寻找最优谐振频率与加速度灵敏度,从而得到传感器最优结构参数;根据 仿真所得的最 优结构参数,进行传感器加工;利用所加工的振动传感器进行振动台试验研究并对所得实验 数据进行处理, 将处理后的数据与ANSYS软件仿真得到的数据进行比较,结果表明,振动平台所测得的 实验结果与ANSYS 软件仿真结果相吻合,传感器的谐振频率为80.74Hz,可实现50Hz以下低 频振动信号的实时监测,在5~50Hz之间的加速度灵敏度约为20.85pm/m·s-2。

    Abstract:

    A fiber Bragg grating (FBG) acceleration vibration sensor based on the double un iform strength cantilever beams is developed.First,the simulation is conducted b y ANSYS software.We can obtain the sensor amplitude-frequency and phase-frequency characteristics in each dam ping ratio.Through changing the parameters of the sensor structure,we can get sensor optimal struct ure parameters that can make the sensor with the best resonance frequency and acceleration sensitivity.Seco nd,the sensor is fabricated based on the optimal structure parameters.Finally,the sensor is studied by the shaking table test.The experimental results show that the resonant frequency of the developed vibration sensor is 80.74Hz,and the acclelration sensitivity is about 20.85pm/m·s-2.Amplitude-frequency characteristics of the sensor in the 5-50Hz frequency range show a flat horizontal line.The proposed sensor is suitable for the low-frequency (5-50Hz ) vibration signal detection.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

王宏亮,周浩强,高宏,冯德全,樊伟.基于双等强度悬臂梁的光纤光栅加速度振动传感器[J].光电子激光,2013,(4):635~641

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  • 收稿日期:2012-09-04
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