一项关于FBG加速度计用于低频振动监测的研究
Xiaoyong Fan1,2,3, Xin Luo2, Yuxin Guan2,4
1Institute of Geophysics, China Earthquake Administration, Beijing 100081, China.
The Review of scientific instruments
|April 22, 2025
概括
一种新型的交叉弹叶子纤维布拉格格 (FBG) 加速度计有效捕获低频振动. 这种传感器具有高灵敏度和线性,对于地震和结构健康监测应用至关重要.
科学领域:
- * 物理与材料科学 物理与材料科学
- * 传感器技术 * 传感器技术
- * 机械工程 机械工程
背景情况:
- *准确获取低频振动信号对于地震和结构健康监测至关重要.
- * 现有的光纤支架格子 (FBG) 加速度计在有效捕获这些低频信号方面面临挑战.
- *需要开发专门的传感器来克服这些局限性.
研究的目的:
- * 提出和开发一种新的低频纤维布拉格格 (FBG) 加速度计.
- * 优化传感器的结构参数以提高性能.
- *通过理论分析,模拟和实验测试来验证加速度计的能力.
主要方法:
- * 建立理论模型并分析加速度计的工作原理.
- *使用灰狼优化算法优化结构参数.
- * 通过COMSOL多物理模拟和分析.
- * 在建成的低频振动测试平台上进行性能测试.
主要成果:
- *开发的加速度计表现出58赫兹的自然频率.
- * 达到1194.91分/g的高灵敏度,线性为99.98%.
- *在0.3-40Hz范围内表现出平面响应,交叉干扰低 (<4%) 和良好的重复性 (0.90%RSD).
结论:
- * 拟议的交叉弹叶FBG加速度计有效地解决了低频振动测量的挑战.
- * 传感器的优化设计和验证的性能为地震和结构健康监测提供了可靠的解决方案.
- * 这项工作为在低频振动监测场景中应用FBG加速度计提供了宝贵的参考.
