基于光纤Sagnac传感技术的结构冲击定位

• 作者: 宋雪刚 常晨 曾捷 梁大开 程竹明
• 来源期刊: 光学学报
• 学科: 工学
• 关键词: 光纤光学 光纤传感器 Sagnac效应 小波包分析 冲击定位 时差法
• 年，卷（期）: 2018,（10）
• 所属期刊栏目: 光纤光学与光通信
• 页码范围: 79-85
• 页数: 7页
• 分类号: TH744
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/AOS201838.1006004

摘要

冲击定位可为结构冲击损伤提供准确的位置信息.基于光纤布拉格光栅(FBG)传感器存在解调频率低、需要训练样本等缺点,提出了一种利用光纤Sagnac传感技术实现结构冲击定位的方法.基于此方法的传感系统主要由宽带光源、光纤Sagnac干涉仪、光探测器以及数据采集与处理单元构成.当粘贴在结构表面的传感探头受到冲击应力波作用时,Sagnac干涉仪相位受到调制,从而导致输出的光强发生变化,通过光探测器将光信号转换为电压信号输出.首先,对传感系统采样的时域信号进行小波降噪和去直流干扰处理,再利用Db4小波包进行能量特征提取与信号重构,并获取应力波到达2端的传感器的时间,最后利用时差法进行冲击定位.为了验证该冲击载荷定位系统的有效性,对长度为100 cm的钢管结构进行了35次低速冲击实验.结果表明,该方法可以有效地识别冲击位置,最大定位误差和最大均方根误差分别为0.65 cm和0.36 cm.研究结果可为结构冲击定位提供另外一种可靠的方法.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	梁大开		186	1919	22.0	34.0
2	曾捷		83	561	13.0	20.0
3	宋雪刚		3	1	1.0	1.0
4	程竹明		3	1	1.0	1.0
5	常晨		1	0	0.0	0.0