基于光纤光栅和小波包分析的结构损伤探测

以光纤光栅为传感元件、小波包分析为信号提取工具,获取了智能材料四边简支板损伤前、后的动态应变信号检测方法,并采用耦合神经网络方法对智能材料四边简支板结构进行了损伤识别分析。结果表明,光纤光栅可非常灵敏地检测出智能材料内部的动态应变信号,小波包信号处理方法可获得大量反映结构损伤特征的有效信号;随着损伤孔径的增大,耦合神经网络损伤识别的精度提高,可得到损伤的位置和大小的信息。研究结果在大型工程结构的健康监测中具有重要的潜在应用价值。     

油气管道位移光纤安全监测技术定位理论及预警信号特征研究

管道安全分布式光纤监测系统利用分布式光纤振动传感器两端检测信号的时间差确定管道沿线所发生事件位置,时间差的精度决定对异常事件事发点的定位精度;系统拥有较高的灵敏度,可对1.5 km内敲击、落石、滚石及人工挖掘等威胁管道安全的事件进行报警;事件的定位有一定的误差,对抢修有一定的指导意义。     

用于1，3-二硝基苯快速检测的免疫传感器研究

利用倏逝波全光纤生物传感平台,发展了一种用于1,3-二硝基苯快速检测的免疫传感器,其检测限可达0.054 mg·L-1,检测时间少于10 min.采用先将小分子污染物与惰性蛋白OVA结合制备成复合物,然后将该复合物通过双功能试剂连接到硅烷化后的光纤探头表面作为生物识别元件,使得传感器具有良好的鲁棒性和再生性能,可以重复使用上百次,而且没有明显的活性损失.实际水样的加标回收实验表明,所有样品的加标回收率在80%~120%之间,相对标准偏差为4.5%~10.0%,具有很好的精密度和准确性,受环境基质的影响较小,因此,该免疫传感器能够用于实际水样中1,3-二硝基苯的快速检测.     

检测水中急性毒性污染物的发光细菌光纤传感器的研究

水中有毒污染物的快速现场监测对于保障水环境安全具有重要意义,本研究开发了一种快速、灵敏、简便的监测水中污染物急性毒性的光纤生物传感器.该传感器由固定了明亮发光杆菌的光纤探头构成,生物发光信号经光纤传输到检测系统.采用海藻酸钠作为固定化凝胶,试验了海藻酸钠和CaCl2的浓度、固化时间、pH、保存条件等因素对凝胶和发光细菌的影响.优化后的传感器制备方法是在光纤探头上,用3%海藻酸钠在3?Cl2溶液中固定Photobacterium phosphorem T3菌15 min,制备好的传感器保存于3%NaCl溶液中.应用开发的传感器检测了Zn2 、NH3、硝基苯和甲酚4种典型污染物的剂量-效应曲线,通过计算确定了其EC50分别为:5.1、10.2、70.4、77.0 mg·L-1.通过与发光细菌标准方法的比较实验表明,发光细菌光纤传感器与标准法具有良好相关性,能反映水中污染物的总毒性.而传感器由于容易保存和携带,适合现场监测.     

石化罐区消防安全系统设计浅析

采用分布式光纤测温系统、图像火灾安全监控系统、高压细水雾系统、泡沫灭火系统等先进技术,对石油化工储罐区消防系统进行技术升级。在国家消防规范的基础上,提出了一套适用于石油化工储罐区的消防安全系统解决方案。该方案集成了分布式光纤感温火灾探测技术、图像型火灾探测报警技术、高压细水雾技术及泡沫灭火技术等,对石油化工储罐区进行分区保护,为石油化工储罐区提供一种高效、可行的消防系统。     

数字温控技术在全光纤电流互感器中的应用

针对反射式全光纤电流互感器(OCT)输出随温度漂移的问题,设计了 1 种新型数字温控算法及电路,在全温(-40~+70℃)下验证了温控方案及温控算法的正确性。试验结果表明: 在全温范围内,温控系统可以很好地把互感器光路系统温度控制在 25~50 ℃以内,大大压缩了光纤电流互感器的实际工作温度范围,使电流互感器输出稳定在 0.2 级以内。     

超长距光传输技术在宁夏电网中的应用

随着特高压交直流电网的不断建设,电力通信系统对超长站间距离、无中继站光传输技术的需求也日益凸显。针对超长距无中继传输技术在实际应用过程中面临的问题,从线路损耗、色散效应以及光信噪比三个关键因素进行分析,结合宁夏电网第一条省内超长距无中继传输系统即六盘山750kV变电站至灵州±800kV换流站通信系统的建设,通过运用光放大器、纠错、色散补偿、拉曼等关键技术,实现2.5 Gbit/s 速率、10 Gbit/s 速率长传系统通信。应用结果表明:超长距光传输技术的应用实现了六盘山750 kV变电站至灵州换流站间的超长站距通信,满足了系统运行的各项性能指标,节省了大量建设资金及维护费用。     

光纤传感技术在雨水径流监测中的应用

鉴于海绵城市建设中海绵设施效能监测不足、手段复杂且精度低的问题,将光纤传感技术应用于海绵城市透水铺装中,以光纤光栅温度传感器为监测手段,以外界量改变引发透水面层上下铺设传感器输出波长信号变化为基本原理,得出雨水渗透速率,并以此为核心指标。以湖北省暴雨资料为基础,模拟不同重现期（1,5,10,50,100 a）下不同透水铺装对雨水径流量的削减实验,结合实验数据,建立了雨水渗透速度与透水铺装径流量削减指标的线性拟合关系。结果表明:渗透速度与径流量削减率、产流时刻均有较好相关性（R2>0.93、R2>0.92）。该技术在鄂西地区高铁站成功应用,证明利用渗透速率监测产流时刻与径流量削减率是可行的。     

光纤布拉格光栅传感器在钢架结构健康监测中的应用研究

光纤布拉格光栅(FBG)传感器凭借其体积小、灵敏度高、耐腐蚀、抗电磁干扰、分布或者准分布式测量、可实现远距离的监测与传输等优点,在土木工程健康监测中得到日益广泛的应用。本文在光纤布拉格光栅(FBG)传感器的传感原理、标定试验研究基础上,讨论了利用FBG传感系统监测钢架结构在冲击荷载作用下的应变和加速度的可行性;同时利用ANSYS有限元分析软件建立了适用于结构分析的有限元模型,对钢架结构进行了详细的仿真分析计算,最后对理论计算结果及实测结果进行了详细的对比分析,所取得的结果比较接近。研究表明,光纤布拉格光栅传感器可以很好的测量钢架结构的动态响应。     

Gas-initiation under UV and liquid-grafting polymerization on the surface of polysulfone hollow fiber ultrafiltration membrane by dynamic method

Using the inner-surface of polysulfone hollow fiber ultrafiltration membranes as grafted layer, the method of gas-initiation and liquid-polymerization has been studied, which aimed to adjust the diameter of the pores in the membranes. The degree of polymerization varied with the changes of the parameters, such as irradiation time, monomer concentration, temperature and time of polymerization and so on. The results indicated that using benzophenone(BP) which is in a gaseous condition as photo-initiator, acrylamide as graft monomer, the polyacrylamide chain was grafted on the surface of membranes. After the surface membrane being modified, the water flux and retention altered, and thus it can be seen that the diameter of the pores in the membrane was altered. These experiments contribute to finding a new way to produce the hollow fiber membrane with the small pore size and are extraordinarily worth developing and studying.